WO2016157841A1 - 光触媒担持構造体及び接着層形成用組成物 - Google Patents
光触媒担持構造体及び接着層形成用組成物 Download PDFInfo
- Publication number
- WO2016157841A1 WO2016157841A1 PCT/JP2016/001690 JP2016001690W WO2016157841A1 WO 2016157841 A1 WO2016157841 A1 WO 2016157841A1 JP 2016001690 W JP2016001690 W JP 2016001690W WO 2016157841 A1 WO2016157841 A1 WO 2016157841A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- group
- photocatalyst
- adhesive layer
- modified resin
- aqueous silicone
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J31/00—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
- B01J31/26—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing in addition, inorganic metal compounds not provided for in groups B01J31/02 - B01J31/24
- B01J31/34—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing in addition, inorganic metal compounds not provided for in groups B01J31/02 - B01J31/24 of chromium, molybdenum or tungsten
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B7/00—Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
- B32B7/04—Interconnection of layers
Definitions
- the present invention relates to a photocatalyst carrying structure carrying a photocatalyst used for antifouling, water purification, deodorization, sterilization, wastewater treatment, water decomposition, algal growth inhibition and various chemical reactions, and an adhesive layer forming composition therefor .
- Patent Document 3 describes a composition for forming an adhesive layer for a photocatalyst containing an acrylic silicon resin, polysiloxane, and a silane coupling agent, and a photocatalyst-supporting structure formed therefrom. It is shown that the composition described in is only an organic solvent solution containing no water, and the adhesion of the structure is poor unless polysiloxane is used.
- an object of the present invention is to provide an aqueous adhesive layer that exhibits sufficient photocatalytic activity.
- a photocatalyst carrying structure having a photocatalyst layer on a carrier via an adhesive layer containing an aqueous silicone-modified resin The aqueous silicone modified resin is From (a) an organic solvent having an alcoholic hydroxyl group, (b) a polymerizable monomer having a hydrolyzable silyl group, a chain transfer agent having a hydrolyzable silyl group, and a radical polymerization initiator having a hydrolyzable silyl group
- a polymer having a hydrolyzable silyl group and an acid group is obtained by polymerizing the polymerizable monomer in a mixture containing at least one selected from (c) a polymerizable monomer having an acid group.
- a photocatalyst-supporting structure which is a resin obtained by a method including a step of preparing and having an acid group that may be partially or completely neutralized with a basic compound, (2) Aqueous silicone modified resin A resin obtained by a method comprising a step of subjecting a polymer having a hydrolyzable silyl group and an acid group to a polysiloxane having a hydroxyl group bonded to a silicon atom and / or a hydrolyzable group bonded to a silicon atom.
- a photocatalyst-supporting structure according to (1), (4) Aqueous silicone modified resin A polymerizable monomer having a hydrolyzable silyl group and a polymerizable monomer having an acid group in the presence of a polysiloxane having a hydroxyl group bonded to a silicon atom and / or a hydrolyzable group bonded to a silicon atom.
- a photocatalyst-supporting structure according to (1) which is a resin obtained by a method including a step of polymerizing a mixture comprising (5) The photocatalyst-supporting structure according to any one of (1) to (4), wherein the acid group is a carboxyl group, (6) The photocatalyst-supporting structure according to (5), wherein the aqueous silicone-modified resin contains (meth) acrylic acid as a polymerization unit, (7) The photocatalyst-supporting structure according to any one of (1) to (6), wherein the content of silicon in the aqueous silicone-modified resin is 10 mg / g or more in terms of silicon dioxide, (8) The weight average molecular weight of the aqueous silicone-modified resin is 10 5 or more, a photocatalyst-carrying structure according to any one of (1) to (7), (9) The photocatalyst-supporting structure according to any one of (1) to (8), wherein the aqueous silicone-
- a composition for forming an adhesive layer for supporting a photocatalyst layer on a carrier comprising an emulsion of an aqueous silicone-modified resin,
- the aqueous silicone modified resin is From (a) an organic solvent having an alcoholic hydroxyl group, (b) a polymerizable monomer having a hydrolyzable silyl group, a chain transfer agent having a hydrolyzable silyl group, and a radical polymerization initiator having a hydrolyzable silyl group
- a polymer having a hydrolyzable silyl group and an acid group is obtained by polymerizing the polymerizable monomer in a mixture containing at least one selected from (c) a polymerizable monomer having an acid group.
- a composition for forming an adhesive layer which is a resin obtained by a method including a step of preparing, and a resin having an acid group which may be partially or completely neutralized with a basic compound;
- An aqueous silicone-modified resin is A resin obtained by a method comprising a step of subjecting a polymer having a hydrolyzable silyl group and an acid group to a polysiloxane having a hydroxyl group bonded to a silicon atom and / or a hydrolyzable group bonded to a silicon atom.
- An aqueous silicone-modified resin is Obtained by a method comprising a step of performing a hydrolytic condensation reaction of a silicon compound having at least two hydrolyzable groups bonded to a silicon atom in one molecule in the presence of a polymer having a hydrolyzable silyl group and an acid group.
- An aqueous silicone-modified resin is A polymerizable monomer having a hydrolyzable silyl group and a polymerizable monomer having an acid group in the presence of a polysiloxane having a hydroxyl group bonded to a silicon atom and / or a hydrolyzable group bonded to a silicon atom.
- the composition for forming an adhesive layer according to (12), which is a resin obtained by a method including a step of polymerizing a mixture comprising: (16) The composition for forming an adhesive layer according to any one of (12) to (15), wherein the acid group is a carboxyl group, (17) The composition for forming an adhesive layer according to (16), wherein the aqueous silicone-modified resin contains (meth) acrylic acid as a polymerization unit, (18) The composition for forming an adhesive layer according to any one of (12) to (17), wherein the silicon content in the aqueous silicone-modified resin is 10 mg / g or more in terms of silicon dioxide, (19) The weight average molecular weight of the aqueous silicone-modified resin is 10 5 or more, (12) adhesive layer-forming composition as described in any one of the - (18), (20) The composition for forming an adhesive layer according to any one of (12) to (19), further comprising a coupling agent, (21) The composition for forming an adhesive layer according to (20), wherein the coupling agent
- the photocatalyst carrying structure having an adhesive layer containing the aqueous silicone modified resin of the present invention is excellent in photocatalytic activity and weather resistance. Further, if a coupling agent is used in combination with the adhesive layer, whitening does not occur, and the weather resistance and glossiness are further improved. In particular, it has excellent photocatalytic activity without prior ultraviolet irradiation (initialization).
- the composition for forming an adhesive layer of the present invention is suitable for forming the adhesive layer of the photocatalyst-supporting structure of the present invention, and does not contain a harmful volatile organic solvent. Is suitable.
- Photocatalytic activity evaluation results of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 Photocatalytic activity evaluation (no initialization) results of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 Weather resistance evaluation results of Examples 3 and 4 and Comparative Example 2
- the photocatalyst carrying structure of the present invention is a photocatalyst carrying structure having a structure in which a carrier and a photocatalyst layer carried on the carrier via an adhesive layer containing an aqueous silicone modified resin are provided, Resin From (a) an organic solvent having an alcoholic hydroxyl group, (b) a polymerizable monomer having a hydrolyzable silyl group, a chain transfer agent having a hydrolyzable silyl group, and a radical polymerization initiator having a hydrolyzable silyl group A polymer having a hydrolyzable silyl group and an acid group is obtained by polymerizing the polymerizable monomer in a mixture containing at least one selected from (c) a polymerizable monomer having an acid group. It is a resin obtained by a method including a preparing step, and is a resin having an acid group which may be partially or completely neutralized with a basic compound.
- the organic solvent having an alcoholic hydroxyl group is preferably a water-soluble alcohol or a water-soluble glycol / glycol ether.
- water-soluble alcohols include methanol, ethanol, normal propanol, and isopropanol.
- water-soluble glycol / glycol ether include ethylene glycol, propylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol mono-n-butyl ether, propylene glycol-n-propyl ether, or 3-methyl- Examples include 3-methoxybutanol.
- the acid group refers to an acid group that is acidic in water, or an acid anhydride group or an ester group (blocked acid group) that is easily converted into an acid group in water.
- carboxyl groups, phosphoric acid groups, acidic phosphoric acid ester groups, phosphorous acid groups, sulfonic acid groups, sulfinic acid groups, and blocked acid groups as acid groups include carboxylic acid anhydride groups and phosphoric acid anhydrides.
- the polymerizable monomer having a hydrolyzable silyl group has 1 to 3 hydrolyzable groups such as an alkoxy group, an acyloxy group, a phenoxy group, an aryloxy group, and a halogen atom directly bonded to a silicon atom. And a compound having both a hydrolyzable silyl group and a polymerizable functional group such as a vinyl group.
- polymerizable monomer having a hydrolyzable silyl group examples include vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltri-n-butoxysilane, vinylmethyldimethoxysilane, vinyltris (2-methoxyethoxy) silane, allyl Trimethoxysilane, 2-trimethoxysilylethyl vinyl ether, 2-triethoxysilylethyl vinyl ether, 2- (methyldimethoxysilyl) ethyl vinyl ether, 3-trimethoxysilylpropyl vinyl ether, 3-triethoxysilylpropyl vinyl ether, 3- (methyl Dimethoxysilyl) propyl vinyl ether, 3- (meth) acryloyloxypropyltrimethoxysilane, 3- (meth) acryloyloxypropyltriethoxysilane, 3- (meth) acryloyl Propyl methyl dimethoxy silane, 3- (meth)
- the chain transfer agent having a hydrolyzable silyl group includes a hydrolyzable silyl group as described above and a group activated by a free radical such as a mercapto group, a chlorine atom, a bromine atom, or an iodine atom. It is a compound that has.
- chain transfer agent having a hydrolyzable silyl group examples include 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltriethoxysilane, 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, 3-mercaptopropylmethyldichlorosilane, 3- Examples include mercaptopropyldimethylchlorosilane, 3-bromopropyltrimethoxysilane, and 3-bromopropyltriethoxysilane.
- the radical polymerization initiator having a hydrolyzable silyl group is a radical polymerization initiator having a hydrolyzable silyl group as described above.
- Specific examples of the radical polymerization initiator having a hydrolyzable silyl group include 2,2′-azobis- (2-methyl-4-trimethoxysilylbutyronitrile), 2,2′-azobis- (2-methyl).
- An azo compound in which a hydrolyzable silyl group is bonded via a ethane bond or tert-butylperoxy-2,2-dimethyl-3-trimethoxysilylpropanoate, tert-butylperoxy-2,2- Dimethyl-3-triethoxysilylpropanoate, tert-butylperoxy-2,2-dimethyl-3-dimethoxymethylsilylpropanoate, tert-butylperoxy-2,2-dimethyl-3-diethoxymethylsilyl
- peroxides such as propanoate, tert-butylperoxy-3-methyl-5-trimethoxysilylhexanoate, and tert-butylperoxy-4-ethyl-5-trimethoxysilylhexanoate.
- the specific method for producing the aqueous silicone-modified resin is as follows: From (a) an organic solvent having an alcoholic hydroxyl group, (b) a polymerizable monomer having a hydrolyzable silyl group, a chain transfer agent having a hydrolyzable silyl group, and a radical polymerization initiator having a hydrolyzable silyl group A polymer having a hydrolyzable silyl group and an acid group is obtained by polymerizing the polymerizable monomer in a mixture containing at least one selected from (c) a polymerizable monomer having an acid group. Including a step of preparing.
- it includes at least two steps of the above step and a step of condensing a compound having a silicone structure.
- the above two steps may be carried out separately, and a step of condensing the polymer obtained in both steps may be added.
- one process may be implemented first and the other process may be implemented in presence of the polymer obtained by it.
- an organic solvent having an alcoholic hydroxyl group for example, (a) an organic solvent having an alcoholic hydroxyl group, (b) a polymerizable monomer having a hydrolyzable silyl group, a chain transfer agent having a hydrolyzable silyl group, and a radical polymerization having a hydrolyzable silyl group
- a mixture containing at least one selected from initiators and (c) a polymerizable monomer having an acid group may be polymerized, and the compound having a silicone structure may be condensed in the presence of the obtained polymer.
- a polysiloxane obtained by condensing a compound having a silicone structure (a) an organic solvent having an alcoholic hydroxyl group, (b) a polymerizable monomer having a hydrolyzable silyl group, hydrolyzable A mixture containing at least one selected from a chain transfer agent having a silyl group and a radical polymerization initiator having a hydrolyzable silyl group, and (c) a polymerizable monomer having an acid group is polymerized and obtained thereby.
- the obtained polymer and polysiloxane may be condensed. Moreover, you may implement said 2 process in parallel.
- an organic solvent having an alcoholic hydroxyl group for example, (a) an organic solvent having an alcoholic hydroxyl group, (b) a polymerizable monomer having a hydrolyzable silyl group, a chain transfer agent having a hydrolyzable silyl group, and a radical polymerization having a hydrolyzable silyl group
- a step of further adding a compound having a silicone structure and condensing it You may implement.
- a polymer having a hydrolyzable silyl group and an acid group and a polysiloxane having a hydroxyl group bonded to a silicon atom and / or a hydrolyzable group bonded to a silicon atom are prepared. These are mixed and subjected to a condensation reaction to be silicone-modified to obtain the desired aqueous silicone-modified resin.
- the polymer having a hydrolyzable silyl group and an acid group is preferably a polymerizable monomer having a hydrolyzable silyl group and a polymerizable monomer having an acid group.
- the mixture containing is polymerized.
- a monomer having an ethylenically unsaturated bond capable of radical polymerization that is, a vinyl monomer is preferably used.
- hydrolyzable silyl group an alkoxysilyl group is preferable.
- the polymerizable monomer having a hydrolyzable silyl group is preferably a vinyl monomer having an alkoxysilyl group, specifically vinyltriethoxysilane, ⁇ -acrylic group.
- Roxypropyltrimethoxysilane, ⁇ -acryloxypropyltriethoxysilane, ⁇ -methacryloxypropyltrimethoxysilane, ⁇ -methacryloxypropyltriethoxysilane, ⁇ -methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, and ⁇ -methacryloxypropyl Trimethoxysilane is particularly preferred.
- the polymerizable monomer having an acid group is preferably a vinyl monomer having an acid group as exemplified above, more preferably a vinyl monomer having a carboxyl group or a carboxylic anhydride group. It is a monomer. Specific examples include acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, itaconic acid and its half ester, fumaric acid and its half ester, maleic acid, its half ester and its anhydride, among which acrylic acid and methacrylic acid are preferable.
- a copolymerizable copolymer with these monomers can be used. May contain a functional monomer.
- Such polymerizable monomers include methyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, 1-ethoxyethyl (meth) acrylate, 1-n-butoxyethyl (meth) acrylate, 2-methoxy-2 -(Meth) acrylates such as (meth) acryloyloxypropane, 2- (meth) acryloyloxytetrahydrofuran, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-dimethylaminoethyl (meth) acrylate and 2-carboxyethyl (meth) acrylate Monomers; (meth) acrylamide monomers such as (meth) acrylamide, diacetone (meth) acrylamide, N-methylol (meth) acrylamide, N-butoxymethyl (meth) acrylamide; vinyl acetate, vinyl propionate, versatic Vinyl acid, Vinyl monomers such as monovinyl dipinate, monovinyl succinate
- the polysiloxane having a hydroxyl group bonded to a silicon atom and / or a hydrolyzable group bonded to a silicon atom is preferably represented by the general formula (R 1 ) n Si (OR 2 ).
- R 1 is a hydrogen atom, an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 16 carbon atoms, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, a heteroaryl group having 4 to 5 carbon atoms, or 7 to 11 carbon atoms
- R 2 represents an alkyl group or acyl group having 1 to 8 carbon atoms, or represents a hydrogen atom
- n represents 1 or 2
- R 1 each other may be the same or different, also be bonded to form a ring with R 1 together
- R 2 may be the same or different.
- the silicon compound having at least two hydrolyzable groups bonded to a silicon atom in one molecule is preferably represented by the general formula (R 1 ) n Si (OR 2 ) 4-n
- R 1 is a hydrogen atom, an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 16 carbon atoms, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, a heteroaryl group having 4 to 5 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 11 carbon atoms, carbon Represents a cycloalkyl group having 5 to 6 carbon atoms, a vinyl group, or a (meth) acryloyloxyalkyl group having 1 to 10 carbon atoms
- R 2 represents an alkyl group or acyl group having 1 to 8 carbon atoms, or a hydrogen atom.
- R 1 each other may be the same or different, also may be combined to form a ring with R 1 each other, R 2 each other, may be the same or different.
- Table by R 2 The number of alkyl groups and acyl groups having 1 to 8 carbon atoms among the groups is a compound represented by 2 or more.).
- the acid group is preferably partially or completely neutralized with a basic compound.
- the neutralization reaction step may be performed either before, during, or after polymerization of the polymerizable monomer described below in consideration of the influence on other reactions. However, it is preferably performed after polymerization.
- Examples of the basic compound include compounds containing alkali metals such as sodium, potassium and lithium, compounds containing alkaline earth metals such as calcium and magnesium, ammonia, primary to tertiary amine compounds and quaternary ammonium compounds. . Of these, primary to tertiary amine compounds are preferable, and triethylamine is particularly preferable.
- the molecular weight and the silicon content are further limited to a specific range.
- the content of silicon in the aqueous silicone-modified resin is preferably 10 mg / g or more, more preferably 50 mg / g or more in terms of silicon dioxide. Thereby, photocatalytic activity is maintained high.
- the silicon content can be measured by a method such as inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy (ICP-AES).
- the weight average molecular weight of the aqueous silicone-modified resin used in the present invention is preferably 10 5 or more, and more preferably 10 6 or more.
- the low molecular weight organic substance contained in the adhesive layer is less likely to bleed out to the outermost surface of the photocatalyst layer, and is not used for decomposition by the photocatalyst, so that the photocatalytic activity is considered to be ensured.
- the weight average molecular weight of the aqueous silicone modified resin can be measured using size exclusion chromatography.
- water-based silicone-modified resin used in the present invention are preferably DIC's Ceranate (registered trademark) WSA-104, WSA-1060, WSA-1070, WHW-822, MFG coat SD-101 and the like. Also preferred are aqueous resins produced by the methods described in JP-A-10-36514, JP-A-10-36515, JP-A-11-92536 and the like. Of these, CELANATE WSA-104 and WSA-1070 manufactured by DIC are particularly preferable.
- the aqueous silicone-modified resin used in the present invention is preferably a resin obtained by a method including a step of mixing with a coupling agent in an aqueous emulsion.
- a coupling agent in an aqueous emulsion.
- the step of mixing with the above coupling agent is a step of adding a predetermined amount of the coupling agent and mixing after making the aqueous silicone-modified resin into an aqueous emulsion. This step may be performed after the aqueous silicone-modified resin is made into an aqueous emulsion, and may be performed before or after the step of further mixing other components as necessary.
- the coupling agent is a compound that crosslinks by reacting with a hydrolyzable group of the polysiloxane portion of the aqueous silicone modified resin used in the present invention, and each coupling of silane, zirconate, titanate, and aluminate Agents are known. Of these, titanate coupling agents, aluminate coupling agents and zirconate coupling agents are preferred. Moreover, what is a chelate coupling agent is preferable.
- the chelating coupling agent is a coupling agent that is a metal chelate compound, and more specifically, a polyvalent metal atom selected from zirconium, titanium, aluminum, and the like, and a polyvalent metal atom selected from ethyl acetoacetate, acetylacetone, and the like. It is a compound coordinated with a bidentate ligand. Plural kinds of ligands may be coordinated, and the metal may form an alkoxide. Of these, acetylacetonate coupling agents are particularly preferred.
- titanate coupling agents include titanium alkoxides such as tetraisopropyl titanate, tetra-n-butyl titanate, tetrakis (2-ethylhexyloxy) titanium, titanium-i-propoxyoctylene glycolate; titanium acetylacetonate, titanium Tetraacetylacetonate, di-i-propoxy bis (acetylacetonato) titanium, di-n-propoxy bis (acetylacetonato) titanium, di-n-butoxy bis (acetylacetonato) titanium, diethoxy bis There are titanium chelates such as (acetylacetonate) titanium and propanedioxytitanium bis (ethylacetoacetate).
- titanium alkoxides such as tetraisopropyl titanate, tetra-n-butyl titanate, tetrakis (2-ethylhexyloxy) titanium, titanium-i-propoxyo
- aluminate coupling agent examples include aluminum alcoholates such as aluminum isopropylate, mono-sec-butoxyaluminum diisopropylate, and aluminum ethylate; ethyl acetoacetate aluminum diisopropylate, aluminum bisethylacetoacetate monoacetyl Acetonate, aluminum tris (ethyl acetoacetate), aluminum tris (acetylacetonate), diethoxymono (acetylacetonato) aluminum, di-i-propoxymono (acetylacetonato) aluminum, di-n-propoxymono (acetylacetonate) ) Aluminum, di-n-butoxymono (acetylacetonato) aluminum, ethoxybis (acetylacetonato) aluminum Um, i- Puropokishibisu (acetylacetonate) aluminum, n- Puropokishibisu (acetylacetonate) aluminum, aluminum chelate such
- Zirconate coupling agents include zirconium tetrakis (acetylacetonate), di-n-butoxybis (acetylacetonato) zirconium, zirconium tetrakis (ethylacetoacetate), diethoxybisacetylacetonatozirconium, di-i-propoxybis (Acetylacetonato) zirconium, di-n-propoxybis (acetylacetonato) zirconium, tri-n-butoxymonoethylacetoacetate zirconium, tri-n-butoxymonoacetylacetonatozirconium and the like.
- acetylacetonate coupling agent examples include those that are acetylacetonate coupling agents among the titanate coupling agents, aluminate coupling agents, and zirconate coupling agents.
- the adhesive layer in the photocatalyst-supporting structure of the present invention comprises a photocatalyst layer containing an emulsion of an aqueous silicone-modified resin having an acid group which may be partially or completely neutralized with a basic compound as described above. It is preferably formed using an adhesive layer forming composition for supporting on a carrier.
- composition for forming an adhesive layer for supporting a photocatalyst layer on a carrier according to the present invention is characterized by containing an emulsion of the aforementioned aqueous silicone-modified resin. It is preferable that the composition for forming an adhesive layer of the present invention further contains the above coupling agent.
- a coupling agent a titanate coupling agent and an aluminate coupling agent are preferable, and specific examples include the above-mentioned coupling agents.
- the aqueous silicone-modified resin is preferably used in the range of 1 to 30% by mass, more preferably 3 to 20% by mass as the solid content.
- the amount of the aqueous silicone-modified resin is small, repellency occurs when the adhesive layer forming composition is applied to the carrier, and a good coating film cannot be formed. On the other hand, if it is too much, brush streaks appear in the coating film.
- the coupling agent is preferably used in the range of 0.01 to 0.3 with respect to 1 part by mass of the solid content of the aqueous silicone-modified resin.
- composition for forming an adhesive layer of the present invention in addition to the emulsion of the water-based silicone-modified resin, and preferably the coupling agent, components usually added and blended with water-based paints, for example, a film forming aid, Organic solvents, thickeners, antifoaming agents, pigments, dispersants, dyes, preservatives, and the like can be arbitrarily blended. It is particularly preferable to add a film forming aid.
- the film-forming auxiliary agent is not particularly limited as long as it improves the film-forming property of the emulsion, and specifically, a general formula: HO— (CH 2 CH 2 O) m —R 3 (wherein R 3 is a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, m is an integer of 1 to 5), and (poly) ethylene glycol or (poly) ethylene glycol mono Alkyl ether, general formula: R 5 CO—O— (CH 2 CH 2 O) q —R 4 (wherein R 4 is a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, q represents an integer of 1 to 5, and R 5 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms).
- Preferred examples include poly) propylene glycol ether esters. More specifically, cellosolves such as methyl cellosolve, ethyl cellosolve, butyl cellosolve; diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monoisobutyl ether, diethylene glycol Propylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol monobutyl ether, dipropylene glycol monoisobutyl ether, tripropylene glycol monomethyl ether, tripropylene glycol monoethyl ether, tripropylene glycol monobutyl ether, tripropylene glycol monoi Ethers such as butyl ether; ethyl cellosolve acetate, butyl cello
- an organic solvent may be used in combination as a solvent when adding a poorly water-soluble component such as a coupling agent.
- a water-soluble solvent is preferable, and specific examples thereof include lower alcohols, and more specific examples include methanol, ethanol, isopropanol, n-propanol, n-butanol and the like.
- the amount of the solvent used is preferably in the range of 10 to 70% by mass, more preferably in the range of 40 to 60% by mass in the composition for forming an adhesive layer. If the amount of the solvent added is small, repellency may occur when applied, and a good coating film may not be formed. On the other hand, if the amount of ethanol added is large, the undercoat layer may be scraped off when the adhesive layer forming composition is overcoated.
- the thickness of the adhesive layer in the photocatalyst carrying structure of the present invention is preferably 0.5 to 5 ⁇ m, more preferably 1 to 3 ⁇ m.
- the material of the carrier used in the photocatalyst carrying structure of the present invention is not particularly limited, and specific examples include glass, resin, regenerated fiber, natural fiber, metal, wood and the like.
- the shape of the carrier is not particularly limited, and may be any shape such as a film shape, a plate shape, a tubular shape, a spherical shape, and a fibrous shape.
- the thickness (diameter) is preferably 10 ⁇ m or more.
- the photocatalyst layer in the photocatalyst carrying structure of the present invention is composed of a photocatalyst particle composite containing a metal oxide gel or a metal hydroxide gel.
- the metal oxide gel or metal hydroxide gel in the photocatalyst layer has an effect of fixing the photocatalyst powder and firmly adhering to the adhesive layer.
- the metal oxide gel or metal hydroxide gel is porous, it has adsorptivity and has an effect of increasing the photocatalytic activity.
- the content of the metal oxide gel or metal hydroxide gel in the photocatalyst layer is preferably 25 to 95% by mass.
- photocatalyst particles examples include those made of titanium oxide, zinc oxide, tin oxide, zirconium oxide, tungsten oxide, iron oxide, niobium oxide and the like, and those made of titanium oxide or tungsten oxide are particularly preferable.
- the composition for forming the photocatalyst layer examples include a coating agent for a photocatalyst layer of Vistrater (registered trademark) series manufactured by Nippon Soda Co., Ltd.
- Example 1 (700C / 104)
- a water-based inorganic organic hybrid resin Ceranate WSA-104 manufactured by DIC solid content 40% by mass, weight average molecular weight 1.41 ⁇ 10 6 , silicon content (in terms of silicon dioxide) 100 mg / g, acrylic Resin-polysiloxane composite resin) was mixed with 9 g of water, 21 g of denatured alcohol, 0.5 g of a surfactant, and 1 g of diethylene glycol mono-n-butyl ether to prepare an adhesive layer forming composition.
- the photocatalyst layer forming composition Visicide NDC-700C (manufactured by Nippon Soda Co., Ltd., containing tungsten oxide as a photocatalyst) was used.
- the adhesive layer forming composition is applied once to the surface of a glass plate as a carrier by bar coating, and dried at 100 ° C. to form an adhesive layer having a thickness of about 1.0 ⁇ m. Further, a photocatalytic layer is formed.
- the composition for coating was applied by bar coating to form a photocatalyst layer having a thickness of about 0.5 ⁇ m and dried by heating at 100 ° C. to produce a photocatalyst carrying structure.
- Example 2 (700C / 1070)
- Seranate WSA-104 DIC's water-based inorganic organic hybrid resin Seranate WSA-1070 (solid content 40 mass%, weight average molecular weight 1.50 ⁇ 10 6 , silicon content
- a photocatalyst-supporting structure was prepared in the same manner as in Example 1 except that (silicon dioxide equivalent) 100 mg / g, a composite resin of an acrylic resin and a polysiloxane) was used.
- the photocatalyst-supporting structure of the present invention has excellent photocatalytic activity as compared with a photocatalyst-supporting structure using an adhesive layer containing a conventional aqueous silicone-modified resin when irradiated with visible light. It became clear that it has photocatalytic activity without irradiation (initialization).
- Example 3 (360C / 104)
- a composition for forming an adhesive layer 10 g of a water-based inorganic organic hybrid resin Ceranate WSA-104 manufactured by DIC (solid content 40% by mass, weight average molecular weight 1.41 ⁇ 10 6 , silicon content (in terms of silicon dioxide) 100 mg / g) 9 g of water, 21 g of denatured alcohol, 0.5 g of a surfactant, and 1 g of diethylene glycol mono-n-butyl ether were mixed to prepare an adhesive layer forming composition.
- the photocatalyst layer forming composition As the photocatalyst layer forming composition, Vistrator NRC-360C (manufactured by Nippon Soda Co., Ltd., containing titanium oxide as a photocatalyst) was used.
- the adhesive layer forming composition is applied once to the surface of a glass plate as a carrier by bar coating, and dried at 100 ° C. to form an adhesive layer having a thickness of about 1.0 ⁇ m. Further, a photocatalytic layer is formed.
- the composition for coating was applied by bar coating to form a photocatalyst layer having a thickness of about 0.5 ⁇ m and dried by heating at 100 ° C. to produce a photocatalyst carrying structure.
- Example 4 (360C / 1070)
- Seranate WSA-104 In preparation of the composition for forming an adhesive layer, in place of Seranate WSA-104, DIC's water-based inorganic organic hybrid resin Seranate WSA-1070 (solid content 40 mass%, weight average molecular weight 1.50 ⁇ 10 6 , silicon content
- a photocatalyst-supporting structure was produced in the same manner as in Example 3 except that (in terms of silicon dioxide) 100 mg / g) was used.
- the photocatalyst-supporting structure of the present invention maintains a low contact angle over a long period of time and exhibits high weather resistance.
- Example 5 (Titanate coupling agent) 10 g of Ceranate WSA-104, 8 g of water, 0.6 g of titanate coupling agent T-50 (di-propoxy bis (acetylacetonato) titanium, manufactured by Nippon Soda Co., Ltd.) and diethylene glycol mono-n-butyl ether 4
- An adhesive layer-forming composition was prepared by mixing 27 g of an isopropanol solution of 0.5 g. Except for the adhesive layer forming composition, a photocatalyst-supporting structure was produced in the same manner as in Example 1.
- Example 6 (Aluminate coupling agent) A photocatalyst-supporting structure was prepared in the same manner as in Example 5 except that the aluminate coupling agent S-75P (ethyl acetoacetate aluminum diisopropylate, manufactured by Kawaken Fine Co., Ltd.) was used instead of T-50. Produced.
- S-75P ethyl acetoacetate aluminum diisopropylate, manufactured by Kawaken Fine Co., Ltd.
- Example 7 (Aluminate coupling agent) Ceranate WSA-104 22.3 g, water 17.2 g, aluminate coupling agent aluminum tris (acetylacetonate) 0.3 g and diethylene glycol mono-n-butyl ether 10 g isopropanol solution 58.7 g Were mixed to prepare an adhesive layer forming composition. Except for the adhesive layer forming composition, a photocatalyst-supporting structure was produced in the same manner as in Example 1.
- Example 8 A photocatalyst-supporting structure was produced in the same manner as in Example 7, except that the amount of aluminum tris (acetylacetonate) used was 0.8 g instead of 0.3 g.
- Example 9 A photocatalyst-supporting structure was produced in the same manner as in Example 7 except that the amount of aluminum tris (acetylacetonate) used was changed to 1.5 g instead of 0.3 g.
- Example 10 (Zirconate coupling agent) In the same manner as in Example 7, except that 0.2 g of zirconate coupling agent zirconium tetrakis (acetylacetonate) (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was used instead of 0.3 g of aluminum tris (acetylacetonate), A photocatalyst carrying structure was produced.
- Example 11 A photocatalyst-supporting structure was produced in the same manner as in Example 10, except that the amount of zirconium tetrakis (acetylacetonate) used was changed to 0.5 g instead of 0.2 g.
- Example 12 A photocatalyst-supporting structure was produced in the same manner as in Example 10 except that the amount of zirconium tetrakis (acetylacetonate) was changed to 1.0 g instead of 0.2 g.
- the photocatalyst-supporting structures produced in Examples 1 and 2 were whitened on the surface. However, whitening did not occur in the photocatalyst carrying structures produced in Examples 5-12.
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
Abstract
水性の光触媒担持用接着層を使用した光触媒担持構造体では、十分な光触媒活性が得られなかった事を課題とする。 本発明では、接着層形成用組成物に特定の水性シリコーン変性樹脂エマルジョンを用いることで高い光触媒活性が得られることを見出した。
Description
本発明は、防汚、浄水、脱臭、殺菌、排水処理、水分解、藻の成育抑制及び各種化学反応などに用いられる光触媒を担持した光触媒担持構造体、及びそのための接着層形成用組成物に関する。
本願は、2015年3月31日に出願された日本国特許出願第2015-072876号に対し優先権を主張し、その内容をここに援用する。
本願は、2015年3月31日に出願された日本国特許出願第2015-072876号に対し優先権を主張し、その内容をここに援用する。
従来、樹脂等の有機物からなる担体に光触媒を担持するためには、シリコーン変性樹脂、又は、コロイダルシリカ、若しくはポリシロキサンを一定量含有する樹脂などをキシレンなどの有機溶媒に溶解し、それを担体上にまず塗布して、接着層とすることが知られている(例えば、特許文献1参照)。
また、室内でも使用できる、揮発性有機溶媒を含まない水性の接着層形成用組成物が知られている(特許文献2参照)。
一方、特許文献3には、アクリルシリコン樹脂、ポリシロキサン、及びシランカップリング剤を含有する光触媒用接着層形成用組成物、及びそれから形成される光触媒担持構造体が記載されているが、具体的に記載されている組成物は水を含有しない有機溶媒溶液のみであり、またポリシロキサンを用いないと構造体の密着性が悪いことが示されている。
また、室内でも使用できる、揮発性有機溶媒を含まない水性の接着層形成用組成物が知られている(特許文献2参照)。
一方、特許文献3には、アクリルシリコン樹脂、ポリシロキサン、及びシランカップリング剤を含有する光触媒用接着層形成用組成物、及びそれから形成される光触媒担持構造体が記載されているが、具体的に記載されている組成物は水を含有しない有機溶媒溶液のみであり、またポリシロキサンを用いないと構造体の密着性が悪いことが示されている。
しかしながら、水性の光触媒担持用接着層は、接着層に使用する樹脂によっては光触媒活性が必ずしも高くならない場合があった。従って本願発明は、十分な光触媒活性を発揮する水性接着層を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、接着層形成用組成物に特定の水性シリコーン変性樹脂エマルジョンを用いることで高い光触媒活性が得られることを見出した。さらにこれにカップリング剤を添加することで、白化を防止できることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、
(1)水性シリコーン変性樹脂を含む接着層を介して担体に光触媒層を有する光触媒担持構造体であって、
該水性シリコーン変性樹脂が、
(a)アルコール性水酸基を有する有機溶媒、(b)加水分解性シリル基を有する重合性単量体、加水分解性シリル基を有する連鎖移動剤及び加水分解性シリル基を有するラジカル重合開始剤から選ばれる少なくとも1種、及び(c)酸基を有する重合性単量体、を含む混合物中で、重合性単量体を重合させることにより、加水分解性シリル基及び酸基を有する重合体を調製する工程を含む方法により得られる樹脂であり、かつ塩基性化合物で部分的に又は完全に中和されていてもよい酸基を有する樹脂である、光触媒担持構造体、
(2)水性シリコーン変性樹脂が、
加水分解性シリル基及び酸基を有する重合体と、ケイ素原子に結合した水酸基及び/又はケイ素原子に結合した加水分解性基を有するポリシロキサンとを縮合反応させる工程を含む方法により得られる樹脂である、(1)に記載の光触媒担持構造体、
(3)水性シリコーン変性樹脂が、
加水分解性シリル基及び酸基を有する重合体の存在下で、ケイ素原子に結合した加水分解性基を1分子中に少なくとも2個有するケイ素化合物の加水分解縮合反応を行う工程を含む方法により得られる樹脂である、(1)に記載の光触媒担持構造体、
(4)水性シリコーン変性樹脂が、
ケイ素原子に結合した水酸基及び/又はケイ素原子に結合した加水分解性基を有するポリシロキサンの存在下で、加水分解性シリル基を有する重合性単量体及び酸基を有する重合性単量体を含む混合物を重合させる工程を含む方法により得られる樹脂である、(1)に記載の光触媒担持構造体、
(5)酸基がカルボキシル基である、(1)~(4)のいずれかに記載の光触媒担持構造体、
(6)水性シリコーン変性樹脂が、重合単位として(メタ)アクリル酸を含むものである、(5)に記載の光触媒担持構造体、
(7)水性シリコーン変性樹脂中におけるケイ素の含有量が、二酸化ケイ素換算で10mg/g以上である、(1)~(6)のいずれかに記載の光触媒担持構造体、
(8)水性シリコーン変性樹脂の重量平均分子量が105以上である、(1)~(7)のいずれかに記載の光触媒担持構造体、
(9)水性シリコーン変性樹脂が、さらに水性エマルジョン中でカップリング剤と混合する工程を含む方法により得られる樹脂である、(1)~(8)のいずれかに記載の光触媒担持構造体、
(10)カップリング剤が、チタネート系、アルミネート系及びジルコネート系のカップリング剤から選ばれる少なくとも1種である、(9)に記載の光触媒担持構造体、及び
(11)カップリング剤がキレート系カップリング剤から選ばれる少なくとも1種である、(9)に記載の光触媒担持構造体、に関する。また、
(12)水性シリコーン変性樹脂のエマルジョンを含有する、光触媒層を担体に担持するための接着層形成用組成物であって、
該水性シリコーン変性樹脂が、
(a)アルコール性水酸基を有する有機溶媒、(b)加水分解性シリル基を有する重合性単量体、加水分解性シリル基を有する連鎖移動剤及び加水分解性シリル基を有するラジカル重合開始剤から選ばれる少なくとも1種、及び(c)酸基を有する重合性単量体、を含む混合物中で、重合性単量体を重合させることにより、加水分解性シリル基及び酸基を有する重合体を調製する工程を含む方法により得られる樹脂であり、かつ塩基性化合物で部分的に又は完全に中和されていてもよい酸基を有する樹脂である、接着層形成用組成物、
(13)水性シリコーン変性樹脂が、
加水分解性シリル基及び酸基を有する重合体と、ケイ素原子に結合した水酸基及び/又はケイ素原子に結合した加水分解性基を有するポリシロキサンとを縮合反応させる工程を含む方法により得られる樹脂である、(12)に記載の接着層形成用組成物、
(14)水性シリコーン変性樹脂が、
加水分解性シリル基及び酸基を有する重合体の存在下で、ケイ素原子に結合した加水分解性基を1分子中に少なくとも2個有するケイ素化合物の加水分解縮合反応を行う工程を含む方法により得られる樹脂である、(12)に記載の接着層形成用組成物、
(15)水性シリコーン変性樹脂が、
ケイ素原子に結合した水酸基及び/又はケイ素原子に結合した加水分解性基を有するポリシロキサンの存在下で、加水分解性シリル基を有する重合性単量体及び酸基を有する重合性単量体を含む混合物を重合させる工程を含む方法により得られる樹脂である、(12)に記載の接着層形成用組成物、
(16)酸基がカルボキシル基である、(12)~(15)のいずれかに記載の接着層形成用組成物、
(17)水性シリコーン変性樹脂が、重合単位として(メタ)アクリル酸を含むものである、(16)に記載の接着層形成用組成物、
(18)水性シリコーン変性樹脂におけるケイ素の含有量が、二酸化ケイ素換算で10mg/g以上である、(12)~(17)のいずれかに記載の接着層形成用組成物、
(19)水性シリコーン変性樹脂の重量平均分子量が105以上である、(12)~(18)のいずれかに記載の接着層形成用組成物、
(20)さらにカップリング剤を含有することを特徴とする、(12)~(19)のいずれかに記載の接着層形成用組成物、
(21)カップリング剤が、チタネート系、アルミネート系及びジルコネート系のカップリング剤から選ばれる少なくとも1種である、(20)に記載の接着層形成用組成物、及び
(22)カップリング剤がキレート系カップリング剤から選ばれる少なくとも1種である、(20)に記載の接着層形成用組成物、に関する。
(1)水性シリコーン変性樹脂を含む接着層を介して担体に光触媒層を有する光触媒担持構造体であって、
該水性シリコーン変性樹脂が、
(a)アルコール性水酸基を有する有機溶媒、(b)加水分解性シリル基を有する重合性単量体、加水分解性シリル基を有する連鎖移動剤及び加水分解性シリル基を有するラジカル重合開始剤から選ばれる少なくとも1種、及び(c)酸基を有する重合性単量体、を含む混合物中で、重合性単量体を重合させることにより、加水分解性シリル基及び酸基を有する重合体を調製する工程を含む方法により得られる樹脂であり、かつ塩基性化合物で部分的に又は完全に中和されていてもよい酸基を有する樹脂である、光触媒担持構造体、
(2)水性シリコーン変性樹脂が、
加水分解性シリル基及び酸基を有する重合体と、ケイ素原子に結合した水酸基及び/又はケイ素原子に結合した加水分解性基を有するポリシロキサンとを縮合反応させる工程を含む方法により得られる樹脂である、(1)に記載の光触媒担持構造体、
(3)水性シリコーン変性樹脂が、
加水分解性シリル基及び酸基を有する重合体の存在下で、ケイ素原子に結合した加水分解性基を1分子中に少なくとも2個有するケイ素化合物の加水分解縮合反応を行う工程を含む方法により得られる樹脂である、(1)に記載の光触媒担持構造体、
(4)水性シリコーン変性樹脂が、
ケイ素原子に結合した水酸基及び/又はケイ素原子に結合した加水分解性基を有するポリシロキサンの存在下で、加水分解性シリル基を有する重合性単量体及び酸基を有する重合性単量体を含む混合物を重合させる工程を含む方法により得られる樹脂である、(1)に記載の光触媒担持構造体、
(5)酸基がカルボキシル基である、(1)~(4)のいずれかに記載の光触媒担持構造体、
(6)水性シリコーン変性樹脂が、重合単位として(メタ)アクリル酸を含むものである、(5)に記載の光触媒担持構造体、
(7)水性シリコーン変性樹脂中におけるケイ素の含有量が、二酸化ケイ素換算で10mg/g以上である、(1)~(6)のいずれかに記載の光触媒担持構造体、
(8)水性シリコーン変性樹脂の重量平均分子量が105以上である、(1)~(7)のいずれかに記載の光触媒担持構造体、
(9)水性シリコーン変性樹脂が、さらに水性エマルジョン中でカップリング剤と混合する工程を含む方法により得られる樹脂である、(1)~(8)のいずれかに記載の光触媒担持構造体、
(10)カップリング剤が、チタネート系、アルミネート系及びジルコネート系のカップリング剤から選ばれる少なくとも1種である、(9)に記載の光触媒担持構造体、及び
(11)カップリング剤がキレート系カップリング剤から選ばれる少なくとも1種である、(9)に記載の光触媒担持構造体、に関する。また、
(12)水性シリコーン変性樹脂のエマルジョンを含有する、光触媒層を担体に担持するための接着層形成用組成物であって、
該水性シリコーン変性樹脂が、
(a)アルコール性水酸基を有する有機溶媒、(b)加水分解性シリル基を有する重合性単量体、加水分解性シリル基を有する連鎖移動剤及び加水分解性シリル基を有するラジカル重合開始剤から選ばれる少なくとも1種、及び(c)酸基を有する重合性単量体、を含む混合物中で、重合性単量体を重合させることにより、加水分解性シリル基及び酸基を有する重合体を調製する工程を含む方法により得られる樹脂であり、かつ塩基性化合物で部分的に又は完全に中和されていてもよい酸基を有する樹脂である、接着層形成用組成物、
(13)水性シリコーン変性樹脂が、
加水分解性シリル基及び酸基を有する重合体と、ケイ素原子に結合した水酸基及び/又はケイ素原子に結合した加水分解性基を有するポリシロキサンとを縮合反応させる工程を含む方法により得られる樹脂である、(12)に記載の接着層形成用組成物、
(14)水性シリコーン変性樹脂が、
加水分解性シリル基及び酸基を有する重合体の存在下で、ケイ素原子に結合した加水分解性基を1分子中に少なくとも2個有するケイ素化合物の加水分解縮合反応を行う工程を含む方法により得られる樹脂である、(12)に記載の接着層形成用組成物、
(15)水性シリコーン変性樹脂が、
ケイ素原子に結合した水酸基及び/又はケイ素原子に結合した加水分解性基を有するポリシロキサンの存在下で、加水分解性シリル基を有する重合性単量体及び酸基を有する重合性単量体を含む混合物を重合させる工程を含む方法により得られる樹脂である、(12)に記載の接着層形成用組成物、
(16)酸基がカルボキシル基である、(12)~(15)のいずれかに記載の接着層形成用組成物、
(17)水性シリコーン変性樹脂が、重合単位として(メタ)アクリル酸を含むものである、(16)に記載の接着層形成用組成物、
(18)水性シリコーン変性樹脂におけるケイ素の含有量が、二酸化ケイ素換算で10mg/g以上である、(12)~(17)のいずれかに記載の接着層形成用組成物、
(19)水性シリコーン変性樹脂の重量平均分子量が105以上である、(12)~(18)のいずれかに記載の接着層形成用組成物、
(20)さらにカップリング剤を含有することを特徴とする、(12)~(19)のいずれかに記載の接着層形成用組成物、
(21)カップリング剤が、チタネート系、アルミネート系及びジルコネート系のカップリング剤から選ばれる少なくとも1種である、(20)に記載の接着層形成用組成物、及び
(22)カップリング剤がキレート系カップリング剤から選ばれる少なくとも1種である、(20)に記載の接着層形成用組成物、に関する。
本発明の水性シリコーン変性樹脂を含む接着層を有する光触媒担持構造体は、光触媒活性及び耐候性に優れている。また接着層にカップリング剤を併用すれば、白化せず、耐候性、光沢度に関してさらに優れたものとなる。特に事前の紫外線照射(初期化)をしなくても優れた光触媒活性を有する。
本発明の接着層形成用組成物は、本発明の光触媒担持構造体の接着層を形成するのに適しており、有害な揮発性有機溶媒を含まないので、室内等の現場での塗工に適している。
本発明の接着層形成用組成物は、本発明の光触媒担持構造体の接着層を形成するのに適しており、有害な揮発性有機溶媒を含まないので、室内等の現場での塗工に適している。
本発明の光触媒担持構造体は、担体と、水性シリコーン変性樹脂を含む接着層を介して前記担体に担持された光触媒層とを設けた構造を有する光触媒担持構造体であって、前記水性シリコーン変性樹脂が、
(a)アルコール性水酸基を有する有機溶媒、(b)加水分解性シリル基を有する重合性単量体、加水分解性シリル基を有する連鎖移動剤及び加水分解性シリル基を有するラジカル重合開始剤から選ばれる少なくとも1種、及び(c)酸基を有する重合性単量体、を含む混合物中で、重合性単量体を重合させることにより、加水分解性シリル基及び酸基を有する重合体を調製する工程を含む方法により得られる樹脂であり、かつ塩基性化合物で部分的に又は完全に中和されていてもよい酸基を有する樹脂である、ことを特徴とするものである。
(a)アルコール性水酸基を有する有機溶媒、(b)加水分解性シリル基を有する重合性単量体、加水分解性シリル基を有する連鎖移動剤及び加水分解性シリル基を有するラジカル重合開始剤から選ばれる少なくとも1種、及び(c)酸基を有する重合性単量体、を含む混合物中で、重合性単量体を重合させることにより、加水分解性シリル基及び酸基を有する重合体を調製する工程を含む方法により得られる樹脂であり、かつ塩基性化合物で部分的に又は完全に中和されていてもよい酸基を有する樹脂である、ことを特徴とするものである。
前記のアルコール性水酸基を有する有機溶剤としては、水溶性のアルコール類、または水溶性のグリコール・グリコールエーテル類が好ましい。水溶性のアルコール類としては、メタノール、エタノール、ノルマルプロパノール、又はイソプロパノール等が挙げられる。また水溶性のグリコール・グリコールエーテル類としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノ-n-ブチルエーテル、プロピレングリコール-n-プロピルエーテル、又は3-メチル-3-メトキシブタノール等が挙げられる。
前記の酸基とは、水中で酸性を示す酸基、又は水中で酸基に容易に変換される酸無水基若しくはエステル基(ブロックされた酸基)を指す。具体的には、酸基として、カルボキシル基、リン酸基、酸性リン酸エステル基、亜リン酸基、スルホン酸基、スルフィン酸基、ブロックされた酸基として、カルボン酸無水基、リン酸無水基、スルホン酸無水基、カルボン酸・スルホン酸混合酸無水基、シリルエステル基、tert-ブチルエステル基や1-アルコキシエチルエステル基等のエステル基としてブロックされた、カルボキシル基、リン酸基、酸性リン酸エステル基、亜リン酸基、スルホン酸基等が挙げられる。
このうち、カルボキシル基が特に好ましい。
このうち、カルボキシル基が特に好ましい。
前記の加水分解性シリル基を有する重合性単量体は、アルコキシ基、アシルオキシ基、フェノキシ基、アリールオキシ基、ハロゲン原子等の1ないし3個の加水分解性基がケイ素原子に直接結合してなる加水分解性シリル基と、ビニル基等の重合性官能基とを併有する化合物である。
加水分解性シリル基を有する重合性単量体の具体例としては、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリ-n-ブトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、ビニルトリス(2-メトキシエトキシ)シラン、アリルトリメトキシシラン、2-トリメトキシシリルエチルビニルエーテル、2-トリエトキシシリルエチルビニルエーテル、2-(メチルジメトキシシリル)エチルビニルエーテル、3-トリメトキシシリルプロピルビニルエーテル、3-トリエトキシシリルプロピルビニルエーテル、3-(メチルジメトキシシリル)プロピルビニルエーテル、3-(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、3-(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン、3-(メタ)アクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-(メタ)アクリロイルオキシプロピルメチルジクロロシラン等が挙げられる。
加水分解性シリル基を有する重合性単量体の具体例としては、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリ-n-ブトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、ビニルトリス(2-メトキシエトキシ)シラン、アリルトリメトキシシラン、2-トリメトキシシリルエチルビニルエーテル、2-トリエトキシシリルエチルビニルエーテル、2-(メチルジメトキシシリル)エチルビニルエーテル、3-トリメトキシシリルプロピルビニルエーテル、3-トリエトキシシリルプロピルビニルエーテル、3-(メチルジメトキシシリル)プロピルビニルエーテル、3-(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、3-(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン、3-(メタ)アクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-(メタ)アクリロイルオキシプロピルメチルジクロロシラン等が挙げられる。
前記の加水分解性シリル基を有する連鎖移動剤は、上述のような加水分解性シリル基と、メルカプト基、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子のような遊離ラジカルにより活性化される基とを併有する化合物である。
加水分解性シリル基を有する連鎖移動剤の具体例としては、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリエトキシシラン、3-メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3-メルカプトプロピルメチルジクロロシラン、3-メルカプトプロピルジメチルクロロシラン、3-ブロモプロピルトリメトキシシラン、3-ブロモプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。
加水分解性シリル基を有する連鎖移動剤の具体例としては、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリエトキシシラン、3-メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3-メルカプトプロピルメチルジクロロシラン、3-メルカプトプロピルジメチルクロロシラン、3-ブロモプロピルトリメトキシシラン、3-ブロモプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。
前記の加水分解性シリル基を有するラジカル重合開始剤は、上述のような加水分解性シリル基を有するラジカル重合開始剤である。
加水分解性シリル基を有するラジカル重合開始剤の具体例としては、2,2’-アゾビス-(2-メチル-4-トリメトキシシリルブチロニトリル)、2,2’-アゾビス-(2-メチル-4-トリエトキシシリルブチロニトリル)、2,2’-アゾビス-(2-メチル-4-ジメトキシメチルシリルブチロニトリル)、2,2’-アゾビス-(2-メチル-4-ジエトキシメチルシリルブチロニトリル)、2,2’-アゾビス[2-(ヒドロキシメチル)プロピオニトリル]、4,4’-アゾビス(4-シアノ吉草酸)等の活性水素含有基を有するアゾ系開始剤と、3-イソシアナートプロピルトリエトキシシラン、3-イソシアナートプロピルメチルジメトキシシシラン等のイソシアナートシランとを反応せしめて得られる、アミド結合あるいはウレタン結合を介して加水分解性シリル基が結合したアゾ系化合物;あるいは、tert-ブチルパーオキシ-2,2-ジメチル-3-トリメトキシシリルプロパノエート、tert-ブチルパーオキシ-2,2-ジメチル-3-トリエトキシシリルプロパノエート、tert-ブチルパーオキシ-2,2-ジメチル-3-ジメトキシメチルシリルプロパノエート、tert-ブチルパーオキシ-2,2-ジメチル-3-ジエトキシメチルシリルプロパノエート、tert-ブチルパーオキシ-3-メチル-5-トリメトキシシリルヘキサノエート、tert-ブチルパーオキシ-4-エチル-5-トリメトキシシリルヘキサノエート等の過酸化物が挙げられる。
加水分解性シリル基を有するラジカル重合開始剤の具体例としては、2,2’-アゾビス-(2-メチル-4-トリメトキシシリルブチロニトリル)、2,2’-アゾビス-(2-メチル-4-トリエトキシシリルブチロニトリル)、2,2’-アゾビス-(2-メチル-4-ジメトキシメチルシリルブチロニトリル)、2,2’-アゾビス-(2-メチル-4-ジエトキシメチルシリルブチロニトリル)、2,2’-アゾビス[2-(ヒドロキシメチル)プロピオニトリル]、4,4’-アゾビス(4-シアノ吉草酸)等の活性水素含有基を有するアゾ系開始剤と、3-イソシアナートプロピルトリエトキシシラン、3-イソシアナートプロピルメチルジメトキシシシラン等のイソシアナートシランとを反応せしめて得られる、アミド結合あるいはウレタン結合を介して加水分解性シリル基が結合したアゾ系化合物;あるいは、tert-ブチルパーオキシ-2,2-ジメチル-3-トリメトキシシリルプロパノエート、tert-ブチルパーオキシ-2,2-ジメチル-3-トリエトキシシリルプロパノエート、tert-ブチルパーオキシ-2,2-ジメチル-3-ジメトキシメチルシリルプロパノエート、tert-ブチルパーオキシ-2,2-ジメチル-3-ジエトキシメチルシリルプロパノエート、tert-ブチルパーオキシ-3-メチル-5-トリメトキシシリルヘキサノエート、tert-ブチルパーオキシ-4-エチル-5-トリメトキシシリルヘキサノエート等の過酸化物が挙げられる。
前記の水性シリコーン変性樹脂の具体的な製造方法は、
(a)アルコール性水酸基を有する有機溶媒、(b)加水分解性シリル基を有する重合性単量体、加水分解性シリル基を有する連鎖移動剤及び加水分解性シリル基を有するラジカル重合開始剤から選ばれる少なくとも1種、及び(c)酸基を有する重合性単量体、を含む混合物中で、重合性単量体を重合させることにより、加水分解性シリル基及び酸基を有する重合体を調製する工程を含むものである。
さらに具体的には、上記工程と、シリコーン構造を有する化合物を縮合させる工程の少なくとも2工程を含むものである。
上記の2工程は、別個に実施し、両工程で得られた重合物を縮合させる工程を加えてもよい。
また、一方の工程をまず実施し、それによって得られた重合体の存在下で、他方の工程を実施してもよい。例えば、(a)アルコール性水酸基を有する有機溶媒と、(b)加水分解性シリル基を有する重合性単量体、加水分解性シリル基を有する連鎖移動剤及び加水分解性シリル基を有するラジカル重合開始剤から選ばれる少なくとも1種、及び(c)酸基を有する重合性単量体を含む混合物を重合させ、得られた重合物の存在下で、シリコーン構造を有する化合物を縮合させてもよい。シリコーン構造を有する化合物を縮合させて得られたポリシロキサンの存在下で、(a)アルコール性水酸基を有する有機溶媒と、(b)加水分解性シリル基を有する重合性単量体、加水分解性シリル基を有する連鎖移動剤及び加水分解性シリル基を有するラジカル重合開始剤から選ばれる少なくとも1種、及び(c)酸基を有する重合性単量体を含む混合物を重合させるとともに、これによって得られた重合体とポリシロキサンとの縮合を行ってもよい。
また、上記の2工程を並行して実施してもよい。例えば、(a)アルコール性水酸基を有する有機溶媒と、(b)加水分解性シリル基を有する重合性単量体、加水分解性シリル基を有する連鎖移動剤及び加水分解性シリル基を有するラジカル重合開始剤から選ばれる少なくとも1種、及び(c)酸基を有する重合性単量体を含む混合物を重合させる工程の途中で、シリコーン構造を有する化合物をさらに添加し、これを縮合させる工程をともに実施してもよい。
(a)アルコール性水酸基を有する有機溶媒、(b)加水分解性シリル基を有する重合性単量体、加水分解性シリル基を有する連鎖移動剤及び加水分解性シリル基を有するラジカル重合開始剤から選ばれる少なくとも1種、及び(c)酸基を有する重合性単量体、を含む混合物中で、重合性単量体を重合させることにより、加水分解性シリル基及び酸基を有する重合体を調製する工程を含むものである。
さらに具体的には、上記工程と、シリコーン構造を有する化合物を縮合させる工程の少なくとも2工程を含むものである。
上記の2工程は、別個に実施し、両工程で得られた重合物を縮合させる工程を加えてもよい。
また、一方の工程をまず実施し、それによって得られた重合体の存在下で、他方の工程を実施してもよい。例えば、(a)アルコール性水酸基を有する有機溶媒と、(b)加水分解性シリル基を有する重合性単量体、加水分解性シリル基を有する連鎖移動剤及び加水分解性シリル基を有するラジカル重合開始剤から選ばれる少なくとも1種、及び(c)酸基を有する重合性単量体を含む混合物を重合させ、得られた重合物の存在下で、シリコーン構造を有する化合物を縮合させてもよい。シリコーン構造を有する化合物を縮合させて得られたポリシロキサンの存在下で、(a)アルコール性水酸基を有する有機溶媒と、(b)加水分解性シリル基を有する重合性単量体、加水分解性シリル基を有する連鎖移動剤及び加水分解性シリル基を有するラジカル重合開始剤から選ばれる少なくとも1種、及び(c)酸基を有する重合性単量体を含む混合物を重合させるとともに、これによって得られた重合体とポリシロキサンとの縮合を行ってもよい。
また、上記の2工程を並行して実施してもよい。例えば、(a)アルコール性水酸基を有する有機溶媒と、(b)加水分解性シリル基を有する重合性単量体、加水分解性シリル基を有する連鎖移動剤及び加水分解性シリル基を有するラジカル重合開始剤から選ばれる少なくとも1種、及び(c)酸基を有する重合性単量体を含む混合物を重合させる工程の途中で、シリコーン構造を有する化合物をさらに添加し、これを縮合させる工程をともに実施してもよい。
この中で好ましい製造方法としては、以下の3種がある。
(A)加水分解性シリル基及び酸基を有する重合体と、ケイ素原子に結合した水酸基及び/又はケイ素原子に結合した加水分解性基を有するポリシロキサンとを各々準備する。これらを混合し縮合反応させることにより、シリコーン変性させて、目的の水性シリコーン変性樹脂を得る。
(B)加水分解性シリル基及び酸基を有する重合体の存在下で、ケイ素原子に結合した加水分解性基を1分子中に少なくとも2個有するケイ素化合物の加水分解縮合反応を行うことにより、目的の水性シリコーン変性樹脂を得る。
(C)ケイ素原子に結合した水酸基及び/又はケイ素原子に結合した加水分解性基を有するポリシロキサンの存在下で、アルコール性水酸基を有する有機溶媒、加水分解性シリル基を有する重合性単量体及び酸基を有する重合性単量体を含む混合物を重合させることにより、目的の水性シリコーン変性樹脂を得る。
(A)加水分解性シリル基及び酸基を有する重合体と、ケイ素原子に結合した水酸基及び/又はケイ素原子に結合した加水分解性基を有するポリシロキサンとを各々準備する。これらを混合し縮合反応させることにより、シリコーン変性させて、目的の水性シリコーン変性樹脂を得る。
(B)加水分解性シリル基及び酸基を有する重合体の存在下で、ケイ素原子に結合した加水分解性基を1分子中に少なくとも2個有するケイ素化合物の加水分解縮合反応を行うことにより、目的の水性シリコーン変性樹脂を得る。
(C)ケイ素原子に結合した水酸基及び/又はケイ素原子に結合した加水分解性基を有するポリシロキサンの存在下で、アルコール性水酸基を有する有機溶媒、加水分解性シリル基を有する重合性単量体及び酸基を有する重合性単量体を含む混合物を重合させることにより、目的の水性シリコーン変性樹脂を得る。
(A)及び(B)の方法における、加水分解性シリル基及び酸基を有する重合体は、好ましくは、加水分解性シリル基を有する重合性単量体及び酸基を有する重合性単量体を含む混合物を重合させてなるものである。
前記の重合性単量体として、好ましくは、ラジカル重合可能なエチレン性不飽和結合を有する単量体、すなわちビニル系単量体が挙げられる。
前記の加水分解性シリル基として、好ましくはアルコキシシリル基が挙げられる。
また、(C)の方法における、加水分解性シリル基を有する重合性単量体として、好ましくは、アルコキシシリル基を有するビニル系単量体、具体的には、ビニルトリエトキシシラン、γ-アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ-アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ-メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ-メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシランが挙げられ、γ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシランが特に好ましい。
(C)の方法における、酸基を有する重合性単量体は、好ましくは、前記に例示した酸基を有するビニル系単量体、より好ましくは、カルボキシル基又はカルボン酸無水基を有するビニル系単量体である。具体的にはアクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸及びその半エステル、フマル酸及びその半エステル、マレイン酸、その半エステル及びその無水物が挙げられ、この中でアクリル酸とメタクリル酸が好ましい。
前記の「加水分解性シリル基を有する重合性単量体及び酸基を有する重合性単量体を含む混合物」には、既述の重合性単量体以外に、これらと共重合可能な重合性単量体を含有してもよい。このような重合性単量体としては、メチル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、1-エトキシエチル(メタ)アクリレート、1-n-ブトキシエチル(メタ)アクリレート、2-メトキシ-2-(メタ)アクリロイルオキシプロパン、2-(メタ)アクリロイルオキシテトラヒドロフラン、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、2-カルボキシエチル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリレート単量体;(メタ)アクリルアミド、ダイアセトン(メタ)アクリルアミド、N-メチロール(メタ)アクリルアミド、N-ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド等の(メタ)アクリルアミド単量体;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、バーサチック酸ビニル、アジピン酸モノビニル、コハク酸モノビニル、ビニルピロリドン、メチルビニルケトン等のビニル単量体;アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のシアン化ビニル;ビニルトルエン、スチレン、α-メチルスチレン等の芳香族ビニル単量体;塩化ビニル、塩化ビニリデン等のハロゲン化ビニル;ブタジエン、エチレン等が例示される。
このうち、メチルメタクリレート、n-ブチルアクリレート、n-ブチルメタクリレート、2-ヒドロキシエチルメタクリレート及びスチレンから選ばれる少なくとも1種が含まれることが好ましい。
このうち、メチルメタクリレート、n-ブチルアクリレート、n-ブチルメタクリレート、2-ヒドロキシエチルメタクリレート及びスチレンから選ばれる少なくとも1種が含まれることが好ましい。
(A)及び(C)の方法における、ケイ素原子に結合した水酸基及び/又はケイ素原子に結合した加水分解性基を有するポリシロキサンは、好ましくは、一般式(R1)nSi(OR2)4-n(式中、R1は水素原子、炭素数1~16の脂肪族炭化水素基、炭素数6~10のアリール基、炭素数4~5のヘテロアリール基、炭素数7~11のアラルキル基、炭素数5~6のシクロアルキル基、ビニル基、又は炭素数1~10の(メタ)アクロイルオキシアルキル基を表し、R2は、炭素数1~8のアルキル基又はアシル基、若しくは水素原子を表し、nは、1又は2を表し、nが2の場合、R1同士は、同一でも相異なっていてもよく、また、R1同士で結合して環を形成してもよく、R2同士は、同一でも相異なっていてもよい。)で表される化合物、又は環状ポリシロキサンを、縮合してなる重合体である。
(B)の方法における、1分子中に少なくとも2個の、ケイ素原子に結合した加水分解性基を有するケイ素化合物は、好ましくは、一般式(R1)nSi(OR2)4-n(式中、R1は水素原子、炭素数1~16の脂肪族炭化水素基、炭素数6~10のアリール基、炭素数4~5のヘテロアリール基、炭素数7~11のアラルキル基、炭素数5~6のシクロアルキル基、ビニル基、又は炭素数1~10の(メタ)アクロイルオキシアルキル基を表し、R2は、炭素数1~8のアルキル基又はアシル基、若しくは水素原子を表し、nは、1又は2を表し、nが2の場合、R1同士は、同一でも相異なっていてもよく、また、R1同士で結合して環を形成してもよく、R2同士は、同一でも相異なっていてもよい。ただし、R2で表される基のうち炭素数1~8のアルキル基及びアシル基の個数は2以上である。)で表される化合物である。
また前記の酸基は、さらに塩基性化合物によって、部分的に、又は完全に中和されていることが好ましい。この中和のための反応工程は、具体的には、他の反応への影響を勘案して、後記の重合性単量体の重合前、重合中、若しくは重合後のいずれかに行うことができるが、重合後に行うことが好ましい。
前記塩基性化合物としては、ナトリウム、カリウム、リチウム等のアルカリ金属を含む化合物、カルシウム、マグネシウム等のアルカリ土類金属を含む化合物、アンモニア、1~3級アミン化合物、4級アンモニウム化合物等が挙げられる。このうちで1~3級アミン化合物が好ましく、トリエチルアミンが特に好ましい。
本発明に用いられる水性シリコーン変性樹脂においては、さらに、分子量及びケイ素の含有量が特定範囲に限定されることが好ましい。
前記水性シリコーン変性樹脂中におけるケイ素の含有量は、二酸化ケイ素換算で10mg/g以上であることが好ましく、50mg/g以上であることがより好ましい。これにより、光触媒活性が高く維持される。ケイ素の含有量は、誘導結合プラズマ原子発光分光法(ICP-AES)等の方法により測定することができる。
本発明に用いられる水性シリコーン変性樹脂の重量平均分子量は、105以上であることが好ましく、106以上であることがより好ましい。これにより、接着層に含まれる低分子量有機物が光触媒層最表面にブリードアウトしにくくなり、光触媒による分解に使われないため、光触媒の活性が担保されると考えられる。なお、水性シリコーン変性樹脂の重量平均分子量は、サイズ排除クロマトグラフィーを用いて測定することができる。
本発明に用いられる水性シリコーン変性樹脂として、具体的には、DIC社製のセラネート(登録商標)WSA-104、WSA-1060、WSA-1070、WHW-822、MFGコートSD-101等を好ましく例示することができ、また特開平10-36514号公報、特開平10-36515号公報、特開平11-92536号公報等に記載された方法で製造される水性樹脂も好ましい。
このうち、DIC社製のセラネートWSA-104及びWSA-1070が特に好ましい。
このうち、DIC社製のセラネートWSA-104及びWSA-1070が特に好ましい。
本発明に用いられる水性シリコーン変性樹脂は、以上の条件に加え、さらに水性エマルジョン中でカップリング剤と混合する工程を含む方法により得られる樹脂であることが好ましい。
このカップリング剤との反応により、水性シリコーン樹脂の分子が架橋されることにより、光触媒担持構造体表面の白化が防止され、耐候性、光沢度ともさらに優れたものとなる。
このカップリング剤との反応により、水性シリコーン樹脂の分子が架橋されることにより、光触媒担持構造体表面の白化が防止され、耐候性、光沢度ともさらに優れたものとなる。
前記のカップリング剤と混合する工程は、水性シリコーン変性樹脂を水性エマルジョンとした後に、所定量のカップリング剤を添加し混合する工程である。本工程は、水性シリコーン変性樹脂を水性エマルジョンとした後に行えばよく、必要に応じてさらに実施される、その他の成分を混合する工程との前後を問わない。
前記カップリング剤は、本発明に用いられる水性シリコーン変性樹脂のポリシロキサン部分の加水分解性基と反応して架橋する化合物であり、シラン系、ジルコネート系、チタネート系、アルミネート系の各カップリング剤が知られている。
このうち、チタネート系カップリング剤、アルミネート系カップリング剤及びジルコネート系カップリング剤が好ましい。
またキレート系カップリング剤であるものが好ましい。キレート系カップリング剤とは、金属キレート化合物であるカップリング剤であり、より具体的には、ジルコニウム、チタン、アルミニウム等から選ばれる多価金属原子に、アセト酢酸エチル、アセチルアセトン等から選ばれる多座配位子が配位した化合物である。複数種の配位子が配位していてもよく、また金属はアルコキシドを形成していてもよい。このうち、アセチルアセトナート系カップリング剤が特に好ましい。
このうち、チタネート系カップリング剤、アルミネート系カップリング剤及びジルコネート系カップリング剤が好ましい。
またキレート系カップリング剤であるものが好ましい。キレート系カップリング剤とは、金属キレート化合物であるカップリング剤であり、より具体的には、ジルコニウム、チタン、アルミニウム等から選ばれる多価金属原子に、アセト酢酸エチル、アセチルアセトン等から選ばれる多座配位子が配位した化合物である。複数種の配位子が配位していてもよく、また金属はアルコキシドを形成していてもよい。このうち、アセチルアセトナート系カップリング剤が特に好ましい。
チタネート系カップリング剤としては、例えば、テトライソプロピルチタネート、テトラ-n-ブチルチタネート、テトラキス(2-エチルヘキシルオキシ)チタン、チタニウム-i-プロポキシオクチレングリコレート等のチタンアルコキシド;チタンアセチルアセトナート、チタンテトラアセチルアセトナート、ジ-i-プロポキシ・ビス(アセチルアセトナート)チタン、ジ-n-プロポキシ・ビス(アセチルアセトナート)チタン、ジ-n-ブトキシ・ビス(アセチルアセトナート)チタン、ジエトキシ・ビス(アセチルアセトナート)チタン、プロパンジオキシチタンビス(エチルアセトアセテート)等のチタンキレート等がある。
アルミネート系カップリング剤としては、例えば、アルミニウムイソプロピレート、モノ-sec-ブトキシアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムエチレート等のアルミニウムアルコレート;エチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムビスエチルアセトアセテート・モノアセチルアセトナート、アルミニウムトリス(エチルアセトアセテート)、アルミニウムトリス(アセチルアセトナート)、ジエトキシモノ(アセチルアセトナート)アルミニウム、ジ-i-プロポキシモノ(アセチルアセトナート)アルミニウム、ジ-n-プロポキシモノ(アセチルアセトナート)アルミニウム、ジ-n-ブトキシモノ(アセチルアセトナート)アルミニウム、エトキシビス(アセチルアセトナート)アルミニウム、i-プロポキシビス(アセチルアセトナート)アルミニウム、n-プロポキシビス(アセチルアセトナート)アルミニウム、n-ブトキシビス(アセチルアセトナート)アルミニウム等のアルミニウムキレート;環状アルミニウムオリゴマー等がある。
ジルコネート系カップリング剤としては、ジルコニウムテトラキス(アセチルアセトナート)、ジ-n-ブトキシビス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、ジルコニウムテトラキス(エチルアセトアセテート)、ジエトキシビスアセチルアセトナートジルコニウム、ジ-i-プロポキシビス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、ジ-n-プロポキシビス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、トリ-n-ブトキシモノエチルアセトアセテートジルコニウム、トリ-n-ブトキシモノアセチルアセトナートジルコニウム等がある。
アセチルアセトナート系カップリング剤としては、前記のチタネート系カップリング剤、アルミネート系カップリング剤、及びジルコネート系カップリング剤のうちアセチルアセトナート系カップリング剤であるものが挙げられる。
また本発明の光触媒担持構造体における接着層は、前記した、塩基性化合物で部分的に又は完全に中和されていてもよい酸基を有する水性シリコーン変性樹脂のエマルジョンを含有する、光触媒層を担体に担持するための接着層形成用組成物を用いて形成されたものであることが好ましい。
本発明の、光触媒層を担体に担持するための接着層形成用組成物は、前記の水性シリコーン変性樹脂のエマルジョンを含有することを特徴とする。
本発明の接着層形成用組成物には、さらに前記のカップリング剤を含有することが好ましい。カップリング剤としてはチタネート系カップリング剤及びアルミネート系カップリング剤が好ましく、具体的には前記のカップリング剤が挙げられる。
本発明の接着層形成用組成物には、さらに前記のカップリング剤を含有することが好ましい。カップリング剤としてはチタネート系カップリング剤及びアルミネート系カップリング剤が好ましく、具体的には前記のカップリング剤が挙げられる。
本発明の接着層形成用組成物中、水性シリコーン変性樹脂は、固形分として、1~30質量%の範囲で用いるのが好ましく、3~20質量%の範囲で用いるのがより好ましい。水性シリコーン変性樹脂の量が少ないと、接着層形成用組成物を担体に塗工した際、ハジキが発生し、良好な塗膜を形成することができない。一方、多すぎると、塗膜に刷毛筋が生じる。
本発明の接着層形成用組成物中、カップリング剤は、水性シリコーン変性樹脂の固形分1質量部に対し、0.01~0.3の範囲で用いるのが好ましい。
本発明の接着層形成用組成物には、前記水性シリコーン変性樹脂のエマルジョン、及び好ましくは前記カップリング剤のほかに、通常、水系塗料などに添加配合される成分、例えば、成膜助剤、有機溶媒、増粘剤、消泡剤、顔料、分散剤、染料、防腐剤などを任意に配合することができる。特に成膜助剤を配合するのが好ましい。
成膜助剤としては、特にエマルジョンの成膜性を向上させるものであれば、特に制限されず、具体的には、一般式:HO-(CH2CH2O)m-R3(式中、R3は水素原子又は炭素数1~10の直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基、mは1~5の整数を示す)で表される(ポリ)エチレングリコール又は(ポリ)エチレングリコールモノアルキルエーテル、一般式:R5CO-O-(CH2CH2O)q-R4(式中、R4は水素原子又は炭素数1~10の直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基、qは1~5の整数、R5は炭素数1~10の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基を示す)で表わされる(ポリ)エチレングリコールエステル又は(ポリ)エチレングリコールエーテルエステル、一般式:HO-(C3H6O)r-R6(式中、R6は水素原子又は炭素数1~10の直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基、rは1~5の整数を示す)で表される(ポリ)プロピレングリコール又は(ポリ)プロピレングリコールモノアルキルエーテル、一般式:R8CO-O-(C3H6O)s-R7(式中、R7は水素原子又は炭素数1~10の直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基、sは1~5の整数、R8は炭素数1~10の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基を示す)で表される(ポリ)プロピレングリコールエステル又は(ポリ)プロピレングリコールエーテルエステル等を好ましく例示することができる。より具体的には、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブなどのセロソルブ類;ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノイソブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノイソブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノイソブチルエーテルなどのエーテル類;エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート、トリプロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、トリプロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート、トリプロピレングリコールモノイソブチルエーテルアセテートなどのエーテルエステル類等、プロピレングリコールフェニルエーテル、プロピレングリコールジアセテート、2,2,4-トリメチルペンタンジオール-1,3- モノイソブチレート等を例示することができる。これら成膜助剤は単独で又は2種以上を混合して用いることができる。成膜助剤の使用量は、接着層形成用組成物中、2~15質量%の範囲で用いるのが好ましい。上記の範囲内であれば、接着層は透明になる。
また、エマルジョンの基板に対する濡れ性を改善するために、あるいはカップリング剤等の水難溶成分を添加する際の溶媒として、有機溶媒を併用してもよい。有機溶媒の種類としては、水溶性の溶媒が好ましく、具体的には、低級アルコール類を、さらに具体的には、メタノール、エタノール、イソプロパノール、n-プロパノール、n-ブタノール等を例示することができる。用いる溶媒量は、接着層形成用組成物中、10~70質量%の範囲で用いるのが好ましく、40~60質量%の範囲で用いるのがより好ましい。溶媒の添加量が少ないと、塗工した際、ハジキが発生し、良好な塗膜を形成することができない場合がある。一方、エタノールの添加量が多いと、接着層形成用組成物を重ね塗りした際、下塗りした層が削れることがある。
本発明の光触媒担持構造体における接着層の厚さは、0.5~5μmが好ましく、1~3μmがより好ましい。
本発明の光触媒担持構造体に用いる担体の材質としては、特に制限されないが、具体的には、ガラス、樹脂、再生繊維、天然繊維、金属、木材等を例示することができる。
担体の形状は、特に限定されるものではなく、フィルム状、板状、管状、球状、繊維状など、いかなる形状であってもよい。光触媒層を強固に担持するためには、その厚さ(直径)は10μm以上であることが好ましい。
担体の形状は、特に限定されるものではなく、フィルム状、板状、管状、球状、繊維状など、いかなる形状であってもよい。光触媒層を強固に担持するためには、その厚さ(直径)は10μm以上であることが好ましい。
本発明の光触媒担持構造体における光触媒層は、金属酸化物ゲル又は金属水酸化物ゲルを含有する光触媒粒子複合体から構成されている。
光触媒層中の金属酸化物ゲル又は金属水酸化物ゲルは、光触媒粉末を固着し、接着層と強固に接着させる効果を有している。また、金属酸化物ゲル又は金属水酸化物ゲルは、多孔質であることから、吸着性を有し、光触媒活性を高める効果もある。光触媒層中の金属酸化物ゲル又は金属水酸化物ゲルの含有量は、25~95質量%であることが好ましい。
光触媒粒子としては、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化錫、酸化ジルコニウム、酸化タングステン、酸化鉄、酸化ニオブ等からなるものが挙げられ、特に酸化チタン又は酸化タングステンからなるものが好ましい。
前記光触媒層を形成するための組成物としては、日本曹達社製のビストレイター(登録商標)シリーズの光触媒層用コーティング剤が例示される。
光触媒層中の金属酸化物ゲル又は金属水酸化物ゲルは、光触媒粉末を固着し、接着層と強固に接着させる効果を有している。また、金属酸化物ゲル又は金属水酸化物ゲルは、多孔質であることから、吸着性を有し、光触媒活性を高める効果もある。光触媒層中の金属酸化物ゲル又は金属水酸化物ゲルの含有量は、25~95質量%であることが好ましい。
光触媒粒子としては、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化錫、酸化ジルコニウム、酸化タングステン、酸化鉄、酸化ニオブ等からなるものが挙げられ、特に酸化チタン又は酸化タングステンからなるものが好ましい。
前記光触媒層を形成するための組成物としては、日本曹達社製のビストレイター(登録商標)シリーズの光触媒層用コーティング剤が例示される。
以下に本発明の実施例を示すが、本発明の技術的範囲はこれらに限定されるものではない。
[実施例1](700C/104)
接着層形成用組成物として、DIC社製水性無機有機ハイブリッド樹脂セラネートWSA-104(固形分40質量%、重量平均分子量1.41×106、ケイ素含有量(二酸化ケイ素換算)100mg/g、アクリル樹脂とポリシロキサンの複合樹脂)10gに水9g、変性アルコール21g、界面活性剤0.5g、及びジエチレングリコールモノ-n-ブチルエーテル1gを混合して、接着層形成用組成物を調製した。
光触媒層形成用組成物としては、ビストレイターNDC-700C(日本曹達社製、光触媒として酸化タングステン含有)を用いた。
担体としてのガラス板の表面に、バーコート成膜により、接着層形成用組成物を1回塗布し、100℃で乾燥させて厚さ約1.0μmの接着層を形成し、さらに光触媒層形成用組成物をバーコート成膜により塗布し厚さ約0.5μmの光触媒層を形成し、100℃で加熱乾燥して、光触媒担持構造体を作製した。
接着層形成用組成物として、DIC社製水性無機有機ハイブリッド樹脂セラネートWSA-104(固形分40質量%、重量平均分子量1.41×106、ケイ素含有量(二酸化ケイ素換算)100mg/g、アクリル樹脂とポリシロキサンの複合樹脂)10gに水9g、変性アルコール21g、界面活性剤0.5g、及びジエチレングリコールモノ-n-ブチルエーテル1gを混合して、接着層形成用組成物を調製した。
光触媒層形成用組成物としては、ビストレイターNDC-700C(日本曹達社製、光触媒として酸化タングステン含有)を用いた。
担体としてのガラス板の表面に、バーコート成膜により、接着層形成用組成物を1回塗布し、100℃で乾燥させて厚さ約1.0μmの接着層を形成し、さらに光触媒層形成用組成物をバーコート成膜により塗布し厚さ約0.5μmの光触媒層を形成し、100℃で加熱乾燥して、光触媒担持構造体を作製した。
[実施例2](700C/1070)
接着層形成用組成物の調製に、セラネートWSA-104に代えて、DIC社製水性無機有機ハイブリッド樹脂セラネートWSA-1070(固形分40質量%、重量平均分子量1.50×106、ケイ素含有量(二酸化ケイ素換算)100mg/g、アクリル樹脂とポリシロキサンの複合樹脂)を用いた以外は、実施例1と同様の方法で、光触媒担持構造体を作製した。
接着層形成用組成物の調製に、セラネートWSA-104に代えて、DIC社製水性無機有機ハイブリッド樹脂セラネートWSA-1070(固形分40質量%、重量平均分子量1.50×106、ケイ素含有量(二酸化ケイ素換算)100mg/g、アクリル樹脂とポリシロキサンの複合樹脂)を用いた以外は、実施例1と同様の方法で、光触媒担持構造体を作製した。
[比較例1](700C/250AW)
旭化成ケミカルズ社製ポリデュレックスG627S(固形分46質量%、重量平均分子量1.47×106、ケイ素含有量(二酸化ケイ素換算)5.7mg/g、シリコーン変性アクリル樹脂)43.5質量部、エタノール30質量部、ジプロピレングリコールモノ-n-ブチルエーテル2.6質量部、及び水(残部)を混合して、接着層形成用組成物を調製した。
接着層形成用組成物以外については、実施例1と同様の方法で、光触媒担持構造体を作製した。
旭化成ケミカルズ社製ポリデュレックスG627S(固形分46質量%、重量平均分子量1.47×106、ケイ素含有量(二酸化ケイ素換算)5.7mg/g、シリコーン変性アクリル樹脂)43.5質量部、エタノール30質量部、ジプロピレングリコールモノ-n-ブチルエーテル2.6質量部、及び水(残部)を混合して、接着層形成用組成物を調製した。
接着層形成用組成物以外については、実施例1と同様の方法で、光触媒担持構造体を作製した。
[試験例1]
上記で得た光触媒担持構造体に、紫外線強度1mW/cm2のブラックライトの光を72時間照射し、次いで容量4リットルのパイレックス(登録商標)製ガラス容器中に設置した。この容器中に空気とアセトアルデヒドの混合ガスをアルデヒド濃度が50ppmとなるように加えた。次いで、該試料に波長380nm以下をカットした蛍光灯の光(試料表面での照度8000Lx)を一定時間照射後、容器内部のアルデヒドガス濃度をガスクロマトグラフィーにより測定し、その減少量により光触媒活性評価をした。ブランクとしては、担体のガラス板を用いた。評価結果を図1に示す。図中の700C/104は実施例1、700C/1070は実施例2、700C/250AWは比較例1を表す。
上記で得た光触媒担持構造体に、紫外線強度1mW/cm2のブラックライトの光を72時間照射し、次いで容量4リットルのパイレックス(登録商標)製ガラス容器中に設置した。この容器中に空気とアセトアルデヒドの混合ガスをアルデヒド濃度が50ppmとなるように加えた。次いで、該試料に波長380nm以下をカットした蛍光灯の光(試料表面での照度8000Lx)を一定時間照射後、容器内部のアルデヒドガス濃度をガスクロマトグラフィーにより測定し、その減少量により光触媒活性評価をした。ブランクとしては、担体のガラス板を用いた。評価結果を図1に示す。図中の700C/104は実施例1、700C/1070は実施例2、700C/250AWは比較例1を表す。
[試験例2]
上記で得た光触媒担持構造体を、容量4リットルのパイレックス(登録商標)製ガラス容器中に設置した。この容器中に空気とアセトアルデヒドの混合ガスをアルデヒド濃度が50ppmとなるように加えた。次いで該試料に、波長380nm以下をカットした蛍光灯の光(試料表面での照度8000Lx)を一定時間照射後、容器内部のアルデヒドガス濃度をガスクロマトグラフィーにより測定し、その減少量により光触媒活性評価をした。ブランクとしては、担体のガラス板を用いた。評価結果を図2に示す。図中の700C/104は実施例1、700C/1070は実施例2、700C/250AWは比較例1を表す。
上記で得た光触媒担持構造体を、容量4リットルのパイレックス(登録商標)製ガラス容器中に設置した。この容器中に空気とアセトアルデヒドの混合ガスをアルデヒド濃度が50ppmとなるように加えた。次いで該試料に、波長380nm以下をカットした蛍光灯の光(試料表面での照度8000Lx)を一定時間照射後、容器内部のアルデヒドガス濃度をガスクロマトグラフィーにより測定し、その減少量により光触媒活性評価をした。ブランクとしては、担体のガラス板を用いた。評価結果を図2に示す。図中の700C/104は実施例1、700C/1070は実施例2、700C/250AWは比較例1を表す。
以上から、本発明の光触媒担持構造体は、可視光照射時に、従来の水性シリコーン変性樹脂を含む接着層を用いた光触媒担持構造体に比較して優れた光触媒活性を有すること、特に事前の紫外線照射(初期化)をしなくても光触媒活性を有することが明らかになった。
[実施例3](360C/104)
接着層形成用組成物として、DIC社製水性無機有機ハイブリッド樹脂セラネートWSA-104(固形分40質量%、重量平均分子量1.41×106、ケイ素含有量(二酸化ケイ素換算)100mg/g)10gに水9g、変性アルコール21g、界面活性剤0.5g、及びジエチレングリコールモノ-n-ブチルエーテル1gを混合して、接着層形成用組成物を調製した。
光触媒層形成用組成物としては、ビストレイターNRC-360C(日本曹達社製、光触媒として酸化チタン含有)を用いた。
担体としてのガラス板の表面に、バーコート成膜により、接着層形成用組成物を1回塗布し、100℃で乾燥させて厚さ約1.0μmの接着層を形成し、さらに光触媒層形成用組成物をバーコート成膜により塗布し厚さ約0.5μmの光触媒層を形成し、100℃で加熱乾燥して、光触媒担持構造体を作製した。
接着層形成用組成物として、DIC社製水性無機有機ハイブリッド樹脂セラネートWSA-104(固形分40質量%、重量平均分子量1.41×106、ケイ素含有量(二酸化ケイ素換算)100mg/g)10gに水9g、変性アルコール21g、界面活性剤0.5g、及びジエチレングリコールモノ-n-ブチルエーテル1gを混合して、接着層形成用組成物を調製した。
光触媒層形成用組成物としては、ビストレイターNRC-360C(日本曹達社製、光触媒として酸化チタン含有)を用いた。
担体としてのガラス板の表面に、バーコート成膜により、接着層形成用組成物を1回塗布し、100℃で乾燥させて厚さ約1.0μmの接着層を形成し、さらに光触媒層形成用組成物をバーコート成膜により塗布し厚さ約0.5μmの光触媒層を形成し、100℃で加熱乾燥して、光触媒担持構造体を作製した。
[実施例4](360C/1070)
接着層形成用組成物の調製に、セラネートWSA-104に代えて、DIC社製水性無機有機ハイブリッド樹脂セラネートWSA-1070(固形分40質量%、重量平均分子量1.50×106、ケイ素含有量(二酸化ケイ素換算)100mg/g)を用いた以外は、実施例3と同様の方法で、光触媒担持構造体を作製した。
接着層形成用組成物の調製に、セラネートWSA-104に代えて、DIC社製水性無機有機ハイブリッド樹脂セラネートWSA-1070(固形分40質量%、重量平均分子量1.50×106、ケイ素含有量(二酸化ケイ素換算)100mg/g)を用いた以外は、実施例3と同様の方法で、光触媒担持構造体を作製した。
[比較例2](360C/300A)
接着層形成用組成物としてビストレイターNRC-300A(非水系樹脂溶液、日本曹達社製)を用い、光触媒層形成用組成物としてビストレイターNRC-360Cを用い、実施例3と同様の方法で、光触媒担持構造体を作製した。
接着層形成用組成物としてビストレイターNRC-300A(非水系樹脂溶液、日本曹達社製)を用い、光触媒層形成用組成物としてビストレイターNRC-360Cを用い、実施例3と同様の方法で、光触媒担持構造体を作製した。
[試験例3]
上記で得た光触媒担持構造体を、JIS K5400に規定されたサンシャインカーボンアークウェザーメーターによる促進耐候性試験(スガ試験機社製S80型を用いて、ブラックパネル温度63℃、120分サイクル、18分間降雨の条件)にかけた。これらの試料につき、一定時間ごとに接触角を測定した。接触角は、DropMaster700(協和界面科学社製)を用い、水液滴0.4μLを滴下し、3sec後に測定し、3点平均値として求めた。
結果を図3に示す。図中、360C/104は実施例3、360C/1070は実施例4、360C/300Aは比較例2を表す。
上記で得た光触媒担持構造体を、JIS K5400に規定されたサンシャインカーボンアークウェザーメーターによる促進耐候性試験(スガ試験機社製S80型を用いて、ブラックパネル温度63℃、120分サイクル、18分間降雨の条件)にかけた。これらの試料につき、一定時間ごとに接触角を測定した。接触角は、DropMaster700(協和界面科学社製)を用い、水液滴0.4μLを滴下し、3sec後に測定し、3点平均値として求めた。
結果を図3に示す。図中、360C/104は実施例3、360C/1070は実施例4、360C/300Aは比較例2を表す。
本発明の光触媒担持構造体は、長期間にわたって低い接触角を保持し、高い耐候性を示すことが判った。
[実施例5](チタネート系カップリング剤)
セラネートWSA-104 10gに、水8g、及びチタネート系カップリング剤T-50(ジ-i-プロポキシ・ビス(アセチルアセトナト)チタン、日本曹達社製)0.6gとジエチレングリコールモノ-n-ブチルエーテル4.5gのイソプロパノール溶液27gを混合して、接着層形成用組成物を調製した。
接着層形成用組成物以外については、実施例1と同様の方法で、光触媒担持構造体を作製した。
セラネートWSA-104 10gに、水8g、及びチタネート系カップリング剤T-50(ジ-i-プロポキシ・ビス(アセチルアセトナト)チタン、日本曹達社製)0.6gとジエチレングリコールモノ-n-ブチルエーテル4.5gのイソプロパノール溶液27gを混合して、接着層形成用組成物を調製した。
接着層形成用組成物以外については、実施例1と同様の方法で、光触媒担持構造体を作製した。
[実施例6](アルミネート系カップリング剤)
T-50に代えてアルミネート系カップリング剤S-75P(エチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート、川研ファイン社製)を用いた以外は、実施例5と同様の方法で、光触媒担持構造体を作製した。
T-50に代えてアルミネート系カップリング剤S-75P(エチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート、川研ファイン社製)を用いた以外は、実施例5と同様の方法で、光触媒担持構造体を作製した。
[実施例7](アルミネート系カップリング剤)
セラネートWSA-104 22.3gに、水17.2g、及びアルミネート系カップリング剤アルミニウムトリス(アセチルアセトナート)(アルドリッチ社製)0.3gとジエチレングリコールモノ-n-ブチルエーテル10gのイソプロパノール溶液58.7gを混合して、接着層形成用組成物を調製した。
接着層形成用組成物以外については、実施例1と同様の方法で、光触媒担持構造体を作製した。
セラネートWSA-104 22.3gに、水17.2g、及びアルミネート系カップリング剤アルミニウムトリス(アセチルアセトナート)(アルドリッチ社製)0.3gとジエチレングリコールモノ-n-ブチルエーテル10gのイソプロパノール溶液58.7gを混合して、接着層形成用組成物を調製した。
接着層形成用組成物以外については、実施例1と同様の方法で、光触媒担持構造体を作製した。
[実施例8]
アルミニウムトリス(アセチルアセトナート)の使用量を0.3gに代えて0.8gとした以外は、実施例7と同様の方法で、光触媒担持構造体を作製した。
アルミニウムトリス(アセチルアセトナート)の使用量を0.3gに代えて0.8gとした以外は、実施例7と同様の方法で、光触媒担持構造体を作製した。
[実施例9]
アルミニウムトリス(アセチルアセトナート)の使用量を0.3gに代えて1.5gとした以外は、実施例7と同様の方法で、光触媒担持構造体を作製した。
アルミニウムトリス(アセチルアセトナート)の使用量を0.3gに代えて1.5gとした以外は、実施例7と同様の方法で、光触媒担持構造体を作製した。
[実施例10](ジルコネート系カップリング剤)
アルミニウムトリス(アセチルアセトナート)0.3gに代えて、ジルコネート系カップリング剤ジルコニウムテトラキス(アセチルアセトナート)(東京化成社製)0.2gを用いた以外は、実施例7と同様の方法で、光触媒担持構造体を作製した。
アルミニウムトリス(アセチルアセトナート)0.3gに代えて、ジルコネート系カップリング剤ジルコニウムテトラキス(アセチルアセトナート)(東京化成社製)0.2gを用いた以外は、実施例7と同様の方法で、光触媒担持構造体を作製した。
[実施例11]
ジルコニウムテトラキス(アセチルアセトナート)の使用量を0.2gに代えて0.5gとした以外は、実施例10と同様の方法で、光触媒担持構造体を作製した。
ジルコニウムテトラキス(アセチルアセトナート)の使用量を0.2gに代えて0.5gとした以外は、実施例10と同様の方法で、光触媒担持構造体を作製した。
[実施例12]
ジルコニウムテトラキス(アセチルアセトナート)の使用量を0.2gに代えて1.0gとした以外は、実施例10と同様の方法で、光触媒担持構造体を作製した。
ジルコニウムテトラキス(アセチルアセトナート)の使用量を0.2gに代えて1.0gとした以外は、実施例10と同様の方法で、光触媒担持構造体を作製した。
実施例1及び2で作製した光触媒担持構造体は、表面に白化が見られた。しかし、実施例5~12で作製した光触媒担持構造体には、白化は起こらなかった。
Claims (22)
- 水性シリコーン変性樹脂を含む接着層を介して担体に光触媒層を有する光触媒担持構造体であって、
該水性シリコーン変性樹脂が、
(a)アルコール性水酸基を有する有機溶媒、(b)加水分解性シリル基を有する重合性単量体、加水分解性シリル基を有する連鎖移動剤及び加水分解性シリル基を有するラジカル重合開始剤から選ばれる少なくとも1種、及び(c)酸基を有する重合性単量体、を含む混合物中で、重合性単量体を重合させることにより、加水分解性シリル基及び酸基を有する重合体を調製する工程を含む方法により得られる樹脂であり、かつ塩基性化合物で部分的に又は完全に中和されていてもよい酸基を有する樹脂である、光触媒担持構造体。 - 水性シリコーン変性樹脂が、
加水分解性シリル基及び酸基を有する重合体と、ケイ素原子に結合した水酸基及び/又はケイ素原子に結合した加水分解性基を有するポリシロキサンとを縮合反応させる工程を含む方法により得られる樹脂である、請求項1に記載の光触媒担持構造体。 - 水性シリコーン変性樹脂が、
加水分解性シリル基及び酸基を有する重合体の存在下で、ケイ素原子に結合した加水分解性基を1分子中に少なくとも2個有するケイ素化合物の加水分解縮合反応を行う工程を含む方法により得られる樹脂である、請求項1に記載の光触媒担持構造体。 - 水性シリコーン変性樹脂が、
ケイ素原子に結合した水酸基及び/又はケイ素原子に結合した加水分解性基を有するポリシロキサンの存在下で、加水分解性シリル基を有する重合性単量体及び酸基を有する重合性単量体を含む混合物を重合させる工程を含む方法により得られる樹脂である、請求項1に記載の光触媒担持構造体。 - 酸基がカルボキシル基である、請求項1~4のいずれかに記載の光触媒担持構造体。
- 水性シリコーン変性樹脂が、重合単位として(メタ)アクリル酸を含むものである、請求項5に記載の光触媒担持構造体。
- 水性シリコーン変性樹脂中におけるケイ素の含有量が、二酸化ケイ素換算で10mg/g以上である、請求項1~6のいずれかに記載の光触媒担持構造体。
- 水性シリコーン変性樹脂の重量平均分子量が105以上である、請求項1~7のいずれかに記載の光触媒担持構造体。
- 水性シリコーン変性樹脂が、さらに水性エマルジョン中でカップリング剤と混合する工程を含む方法により得られる樹脂である、請求項1~8のいずれかに記載の光触媒担持構造体。
- カップリング剤が、チタネート系、アルミネート系及びジルコネート系のカップリング剤から選ばれる少なくとも1種である、請求項9に記載の光触媒担持構造体。
- カップリング剤がキレート系カップリング剤から選ばれる少なくとも1種である、請求項9に記載の光触媒担持構造体。
- 水性シリコーン変性樹脂のエマルジョンを含有する、光触媒層を担体に担持するための接着層形成用組成物であって、該水性シリコーン変性樹脂が、
(a)アルコール性水酸基を有する有機溶媒、(b)加水分解性シリル基を有する重合性単量体、加水分解性シリル基を有する連鎖移動剤及び加水分解性シリル基を有するラジカル重合開始剤から選ばれる少なくとも1種、及び(c)酸基を有する重合性単量体、を含む混合物中で、重合性単量体を重合させることにより、加水分解性シリル基及び酸基を有する重合体を調製する工程を含む方法により得られる樹脂であり、かつ塩基性化合物で部分的に又は完全に中和されていてもよい酸基を有する樹脂である、接着層形成用組成物。 - 水性シリコーン変性樹脂が、
加水分解性シリル基及び酸基を有する重合体と、ケイ素原子に結合した水酸基及び/又はケイ素原子に結合した加水分解性基を有するポリシロキサンとを縮合反応させる工程を含む方法により得られる樹脂である、請求項12に記載の接着層形成用組成物。 - 水性シリコーン変性樹脂が、
加水分解性シリル基及び酸基を有する重合体の存在下で、ケイ素原子に結合した加水分解性基を1分子中に少なくとも2個有するケイ素化合物の加水分解縮合反応を行う工程を含む方法により得られる樹脂である、請求項12に記載の接着層形成用組成物。 - 水性シリコーン変性樹脂が、
ケイ素原子に結合した水酸基及び/又はケイ素原子に結合した加水分解性基を有するポリシロキサンの存在下で、加水分解性シリル基を有する重合性単量体及び酸基を有する重合性単量体を含む混合物を重合させる工程を含む方法により得られる樹脂である、請求項12に記載の接着層形成用組成物。 - 酸基がカルボキシル基である、請求項12~15のいずれかに記載の接着層形成用組成物。
- 水性シリコーン変性樹脂が、重合単位として(メタ)アクリル酸を含むものである、請求項16に記載の接着層形成用組成物。
- 水性シリコーン変性樹脂におけるケイ素の含有量が、二酸化ケイ素換算で10mg/g以上である、請求項12~17のいずれかに記載の接着層形成用組成物。
- 水性シリコーン変性樹脂の重量平均分子量が105以上である、請求項12~18のいずれかに記載の接着層形成用組成物。
- さらにカップリング剤を含有することを特徴とする、請求項12~19のいずれかに記載の接着層形成用組成物。
- カップリング剤が、チタネート系、アルミネート系及びジルコネート系のカップリング剤から選ばれる少なくとも1種である、請求項20に記載の接着層形成用組成物。
- カップリング剤がキレート系カップリング剤から選ばれる少なくとも1種である、請求項20に記載の接着層形成用組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017509268A JP6476281B2 (ja) | 2015-03-31 | 2016-03-23 | 光触媒担持構造体及び接着層形成用組成物 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015-072876 | 2015-03-31 | ||
| JP2015072876 | 2015-03-31 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2016157841A1 true WO2016157841A1 (ja) | 2016-10-06 |
Family
ID=57006933
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2016/001690 Ceased WO2016157841A1 (ja) | 2015-03-31 | 2016-03-23 | 光触媒担持構造体及び接着層形成用組成物 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6476281B2 (ja) |
| TW (1) | TWI604890B (ja) |
| WO (1) | WO2016157841A1 (ja) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1036514A (ja) * | 1996-07-26 | 1998-02-10 | Dainippon Ink & Chem Inc | 水性樹脂、その製造法及びそれを含有する水性硬化性樹脂組成物 |
| JP2001072925A (ja) * | 1999-09-06 | 2001-03-21 | Jsr Corp | 車両用コーティング組成物、硬化体および車両への塗膜の形成方法 |
| JP2006070213A (ja) * | 2004-09-03 | 2006-03-16 | Jsr Corp | 可視光光触媒組成物およびその製造方法、ならびに可視光光触媒コーティング膜および該コーティング膜を有する積層体 |
| WO2012017846A1 (ja) * | 2010-08-06 | 2012-02-09 | Dic株式会社 | 1液型塗料組成物とこれに用いる光触媒、その塗膜、及びそれらの製造方法 |
| WO2013077315A1 (ja) * | 2011-11-25 | 2013-05-30 | 日本曹達株式会社 | 光触媒担持構造体 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003082304A (ja) * | 2001-09-14 | 2003-03-19 | Nippon Carbide Ind Co Inc | 接着剤層を有する防汚フィルムの表面保護フィルム及びその接着剤層形成用接着剤組成物 |
-
2016
- 2016-03-23 WO PCT/JP2016/001690 patent/WO2016157841A1/ja not_active Ceased
- 2016-03-23 JP JP2017509268A patent/JP6476281B2/ja active Active
- 2016-03-25 TW TW105109542A patent/TWI604890B/zh not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1036514A (ja) * | 1996-07-26 | 1998-02-10 | Dainippon Ink & Chem Inc | 水性樹脂、その製造法及びそれを含有する水性硬化性樹脂組成物 |
| JP2001072925A (ja) * | 1999-09-06 | 2001-03-21 | Jsr Corp | 車両用コーティング組成物、硬化体および車両への塗膜の形成方法 |
| JP2006070213A (ja) * | 2004-09-03 | 2006-03-16 | Jsr Corp | 可視光光触媒組成物およびその製造方法、ならびに可視光光触媒コーティング膜および該コーティング膜を有する積層体 |
| WO2012017846A1 (ja) * | 2010-08-06 | 2012-02-09 | Dic株式会社 | 1液型塗料組成物とこれに用いる光触媒、その塗膜、及びそれらの製造方法 |
| WO2013077315A1 (ja) * | 2011-11-25 | 2013-05-30 | 日本曹達株式会社 | 光触媒担持構造体 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP6476281B2 (ja) | 2019-02-27 |
| TW201718094A (zh) | 2017-06-01 |
| TWI604890B (zh) | 2017-11-11 |
| JPWO2016157841A1 (ja) | 2018-01-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105102498B (zh) | 共聚物及包含该共聚物的亲水性材料 | |
| EP0841355A2 (en) | Silicone resin-containing emulsion compositions, methods for making them, and cured films thereof | |
| CN1205024A (zh) | 光催化剂涂层组合物及载有光催化剂的构造体 | |
| KR101777034B1 (ko) | 공중합체 또는 조성물을 포함하는 막 | |
| JPH10279886A (ja) | コーティング組成物、親水性膜、及び親水性膜を有する被覆物品 | |
| JP2009256556A (ja) | 2液型組成物、親水性組成物、および親水性部材 | |
| JP5336925B2 (ja) | 活性エネルギー線硬化性被覆材組成物及び積層体 | |
| KR20020088636A (ko) | 광촉매 도료용 바인더 조성물 및 이를 함유하는 광촉매 도료 | |
| KR101885404B1 (ko) | 활성 에너지선 경화성 조성물, 적층체, 및 적층체의 제조 방법 | |
| JP6476281B2 (ja) | 光触媒担持構造体及び接着層形成用組成物 | |
| JP2017101135A (ja) | 親水性被膜、親水性被膜形成物品、親水性被膜形成用塗布液及び親水性被膜形成物品の製造方法 | |
| US9925531B2 (en) | Photocatalyst-supporting structure | |
| JP5116594B2 (ja) | 無機有機複合コーティング組成物 | |
| JP2008088300A (ja) | 活性エネルギー線硬化性組成物及び積層体 | |
| JP2018070844A (ja) | エネルギー線硬化型コーティング組成物及びその製造方法 | |
| JP2010022997A (ja) | 複層塗膜および該複層塗膜を有する塗装体 | |
| JP2005255718A (ja) | 活性エネルギー線硬化性コーティング用組成物および保護被膜形成方法 | |
| JP2008120870A (ja) | 活性エネルギー線硬化性組成物、及び積層体 | |
| JP7267343B2 (ja) | 積層体 | |
| JP2002249712A (ja) | 光触媒塗料組成物 | |
| WO2017043486A1 (ja) | 水性被覆材及び被膜形成方法 | |
| KR20240048217A (ko) | 강판용 칼라형 광촉매도료 조성물 | |
| JP2008280487A (ja) | 常温硬化型組成物および親水性部材 | |
| JP2020097698A (ja) | 水系組成物、水系塗料、塗膜、複合塗膜、及び塗装製品 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 16771731 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| ENP | Entry into the national phase |
Ref document number: 2017509268 Country of ref document: JP Kind code of ref document: A |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 16771731 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |